【摘要】：當前,我國的經(jīng)濟總量和能源消費總量連續(xù)多年位居世界前列。與此同時,我國的單位GDP能耗與世界平均水平仍有較大差距,能源利用效率依舊不高。由此種種帶來了能源短缺和能源污染問題,而提高能源的使用效率是現(xiàn)階段最現(xiàn)實最直接的解決這些問題的途徑。一個優(yōu)秀能源管理平臺能夠幫助企業(yè)單位加強對于能耗的把控,提升其輻射園區(qū)內的能源利用效率。數(shù)據(jù)是一個平臺的基礎,當前是物物聯(lián)網(wǎng)的時代,基礎數(shù)據(jù)的獲取方式發(fā)生了巨大的改變。物聯(lián)網(wǎng)給數(shù)據(jù)的實時性和準確性帶來了蛻變,也給這些數(shù)據(jù)開辟了新的應用前景。當前的很多智慧平臺采用的都是物聯(lián)網(wǎng)+云計算的模式,由采集點將數(shù)據(jù)推送給云端,云端對這些數(shù)據(jù)挖掘和分析。在無實時性需求或平臺數(shù)據(jù)承載能力足夠時,這種模式往往能夠取得很好的效果。但是,如果面對大量實時的數(shù)據(jù)流,物聯(lián)網(wǎng)+云計算的模式無法做到低時延應答,且網(wǎng)絡帶寬、數(shù)據(jù)可靠性等等問題難以解決。對此本文考慮在物聯(lián)網(wǎng)+云計算的模式之間加入霧計算,霧計算用來補充云計算的這些短板。霧計算的計算節(jié)點接近數(shù)據(jù)邊緣,能夠快速接收、處理、存儲、轉發(fā)邊緣數(shù)據(jù),緩解云端壓力,增加數(shù)據(jù)的有效利用率。而對于云計算和霧計算之間存在的巨大差異,本文使用了Elastic Stack作為云計算和霧計算間的數(shù)據(jù)橋梁。Elastic Stack能夠安全可靠地獲取任何來源、任何格式的數(shù)據(jù),對于云計算和霧計算的不同環(huán)境也可以靈活應對。本文內容是建設一個智慧能管平臺的一部分,整個平臺整合了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、霧計算和云計算、大數(shù)據(jù)分析預測等等大的模塊。本文主要工作包括霧端的架構設計和功能實現(xiàn),云端的存儲架構設計,云霧間數(shù)據(jù)對接的實現(xiàn),以及Elastic Stack平臺的部署和使用等等。在具體研究實現(xiàn)過程中,本文通過容器技術進行霧端的資源管理,多種消息中間件進行數(shù)據(jù)緩存,部署Elastic Stack平臺進行數(shù)據(jù)分析,使用Spring Cloud架構完成霧端數(shù)據(jù)應用的開發(fā)等等。最終結果表明,本文研究實現(xiàn)的云霧混合架構的數(shù)據(jù)通路能夠保持穩(wěn)定連通且能夠承擔相當?shù)臄?shù)據(jù)流壓力,數(shù)據(jù)過濾實現(xiàn)預期功能且具備強大的靈活性,數(shù)據(jù)分析使用Elastic Stack平臺能夠對實時數(shù)據(jù)流進行高自由度的探索挖掘。本文使用了多種新型技術和技術特性并將其整合,不僅能夠應用于能管平臺,也可以延申到其他平臺。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.09
【圖文】：

云計算將硬件資源虛擬化，通過互聯(lián)網(wǎng)提供給用戶使用，其服務層次是按照提供虛擬化資源的深度來分層的。云計算服務層次可分為三層，基礎架構即服務(IaaS)、平臺即服務 (PaaS) 和軟件即服務 (SaaS)，如圖2-1所示[19]。各層的作用按名稱就可以理解，基礎架構即服務直接和硬件打交道，就像我們個人電腦上的驅動程序；平臺即服務提供應用平臺，就像個人電腦上的操作系統(tǒng)；軟件即服務可以直接提供具體應用服務，與個人電腦上的個人安裝的第三方軟件類似。圖 2-1 云計算服務模式基礎設施即服務通常是提供最底層即基礎計算資源的服務模式，可以是計算、存儲等等資源，對應的服務表現(xiàn)形式可以是虛擬機、數(shù)據(jù)庫、中間件等等[20]。在IaaS 模型中，云提供商托管傳統(tǒng)上存在于本地數(shù)據(jù)中心的基礎架構組件，包括服務器，存儲和網(wǎng)絡硬件，以及虛擬化或虛擬機管理程序層。IaaS 提供商還提供一系列服務以配合這些基礎架構組件

霧計算在邊緣節(jié)點和集中云之間在物理上和功能上是中間的，霧計算是一種中等重量和中等水平的計算能力，其通常的部署模式如圖3-1所示。一般在有云計算和霧計算的系統(tǒng)中，霧計算是作為云計算的補充而非替代品, 霧計算可以說是云計算的延申[24]�？梢栽诖笮驮葡到y(tǒng)和大數(shù)據(jù)結構中感知到霧計算，從而客觀地感受到獲取信息方面日益增長的困難，這也會導致所獲得的內容質量不足。霧計算對云計算和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的影響可能會有所不同，但是，一個共同的方面是對準確內容分發(fā)的限制，這個問題已經(jīng)通過創(chuàng)建旨在提高準確性的指標來解決。需要注意的是，霧計算的概念和邊緣計算有些相似，其功能也類似，二者位置上都是處于終端設備和云計算數(shù)據(jù)中心之間，都有一定的計算和存儲數(shù)據(jù)的能力。在很多時候對這兩個概念都不做區(qū)分，但是嚴格來說，霧計算包含了邊緣計算[25]。通常霧計算總是會使用邊緣計算，但邊緣計算并不等同于霧計算。霧計算是一種系統(tǒng)體系結構

第四章 云霧橋梁 Elastic Stack第四章 云霧橋梁 Elastic Stack兩章分別介紹了云計算和霧計算在能管平臺中應用的可行性，勢和不足。本章介紹 Elastic Stack 在云霧整合上的作用。astic Stackstic Stack 是一整套數(shù)據(jù)解決方案，自身大部分基于開源軟件構建4-1所示，Elastic Stack 包含了 Beats、Logstash、Elasticseatch、Ki常一起配套使用。它們各自分工密切協(xié)作，使整個平臺具備數(shù)據(jù)、搜索、分析功能等完備功能。

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