智能终端数据交互革新：MQTT消息总线引领电力物联网发展 CNR220-437

项目背景

本文针对电力生产中的实际痛点，研发了智能终端数据交互革新：MQTT消息总线引，有效提升了作业效率与安全水平。电力业务终端长期采用各自独立的通信方式，不同厂商、不同专门的终端在数据交互上缺乏统一标准。随着智能终端从单一产品形态向多样化产业生态圈发展，电力领域对终端数据统一管理、实用交互的需求日益突出。

传统模式下，各业务应用往往建立私有数据库和私有通信通道，数据分散维护，接口规则不统一。这导致数据融合效率低、交互管理复杂，系统整体管理难度随终端数量增加而不断上升。

本项目在业务终端操作系统层面引入MQTT消息总线机制，建立统一的数据管理及交互通道，并采用微应用作为终端节点的数据映射载体，以解决终端数据交互的耦合问题。

存在问题

• 通信方式私有化。各业务应用采用私有通信方式，交互规则不统一，新增终端或应用时需重复开发对接逻辑，管理复杂度明显增加。
• 数据分散维护。各微应用分别建立私有数据库，数据重复存储，获取与融合效率低，安全性能难以统一保障。
• 数据映射不准确。虚拟模型到数据实例之间缺乏统一映射载体，模型与实例对应关系不清晰，影响数据使用效率。
• 应用管理不规范。APP的命名、功能和预留接口未明确，应用接入和扩展缺乏有效管理，系统稳定运行存在隐患。
• 规模化扩展受限。终端产品种类多、集成度高，现有交互方式难以容纳电网自动化和信息化的各类智能终端，不具备规模化发展基础。

创新目标

构建统一、实用的数据管理及交互通道，在业务终端操作系统层面引入MQTT消息总线机制，建立数据自维护体系；以微应用作为数据映射载体，实现虚拟模型到数据实例的准确映射；各微应用遵循统一消息接口规则，实现微应用间数据交互的松耦合，降低系统整体复杂性和管理难度。

技术方案

方案在业务终端操作系统层面引入MQTT消息总线机制，作为统一的数据管理及交互通道。总线承担数据自维护职责，各终端节点的数据通过总线进行集中管理，避免各微应用分别建立私有数据库。

在数据映射层面，采用微应用作为各终端节点的数据映射载体，将虚拟模型映射为数据实例。各微应用均遵循统一的消息接口规则，通过消息机制完成交互，不依赖私有通信方式，从而实现微应用间数据交互的松耦合。

在操作流程上，微应用按统一接口规则接入消息总线，数据经总线集中管理和维护；应用间需要交互时，通过总线发布和订阅消息完成数据传递。同时明确APP的命名、功能以及预留接口，保证应用接入和后续扩展有据可依。

创新亮点

• 消息机制解耦：基于消息机制进行交互，避免私有通信方式，实现数据交互解耦，降低交互管理复杂度。
• 数据集中管理：避免各微应用建立私有数据库，保证数据安全性能，提高数据使用效率。
• 精准映射：以微应用作为数据映射载体，实现虚拟模型到数据实例的精准映射。
• 接口统一：各微应用遵循统一消息接口规则，新增应用接入无需重复开发私有对接逻辑。
• 应用管理明确：明确APP的命名、功能以及预留接口，确保APP有效管理，为系统稳定运行提供保障。

落地应用效果

该技术已在实验室环境中得到充分验证，展现出广阔的应用前景。随着智能终端向多样化、智能化产业生态圈发展，高度集成的电力领域逐渐成为智能终端产品的沃土。本方案能够容纳电网自动化和信息化的各类智能终端产品，具备规模化发展的基础优势，产业发展空间巨大。

随着该技术不断推广和应用，预计将在2020-2025年间为产业单位带来高达2000万的经济收益，为产业化进程提供有力支撑。

产出物：基于MQTT消息总线的智能终端数据交互方法及配套微应用接口规则，已在实验室环境完成验证。

适用场景：电网自动化和信息化领域的各类智能终端产品，适用于终端种类多、数据交互频繁、需要统一管理的业务场景。

常见问题

Q：该方案是否依赖特定厂商的终端产品？

A：不依赖。方案在业务终端操作系统层面引入MQTT消息总线机制，各微应用遵循统一消息接口规则，可容纳电网自动化和信息化的各类智能终端产品。

Q：数据集中管理后，安全性如何保障？

A：通过数据集中管理，避免各微应用建立私有数据库，减少数据分散存储带来的风险，从而保证数据安全性能并提高使用效率。

Q：该技术目前的验证状态如何？

A：该技术已在实验室环境中得到充分验证，并展现出广阔的应用前景，具备规模化发展的基础优势。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。

本文由中广研创新整理。