智能电表·边缘计算
30章
📘 数据处理与实训
1
智能电表概述
01
发展历程 · 核心功能 · 与传统电表区别 · 边缘计算角色
2
边缘计算基础
02
定义 · 低延迟/本地处理/带宽优化 · 与云关系 · 电力场景
3
智能电表硬件架构
03
主控ARM/MCU/DSP · 计量芯片ADE9000/RN8302 · 通信模块 · 存储
4
嵌入式操作系统选型
04
FreeRTOS/RT-Thread/Linux · 任务调度 · 内存管理 · 中断
5
数据采集与计量原理
05
电压/电流采样 · 功率计算 · 电能累加 · 谐波分析
6
通信协议栈 (上)
06
DL/T645协议 · 帧结构 · 数据标识 · Modbus应用
7
通信协议栈 (下)
07
MQTT边缘网关 · CoAP · HTTP/HTTPS数据上报
8
本地数据处理
08
数据清洗 · 旋转门压缩 · 死区压缩 · 特征提取
9
边缘存储策略
09
环形缓冲区 · SQLite优化 · 掉电保护 · 日志管理
10
实时操作系统任务设计
10
任务优先级 · 队列/信号量 · 看门狗 · 系统稳定
11
低功耗设计
11
PMU配置 · 睡眠唤醒 · 动态频率 · 功耗测量
12
安全机制 (上)
12
安全启动 · 固件加密签名 · 密钥管理 · 防篡改
13
安全机制 (下)
13
TLS/DTLS · 身份认证 · 数据隐私 · GDPR合规
14
固件升级 OTA
14
差分升级bsdiff · 校验 · 断点续传 · 回滚
15
时间同步
15
NTP · PTP精确时间 · RTC校准 · 漂移补偿
16
异常检测算法
16
阈值检测 · 移动平均 · 3σ · 孤立森林轻量化
17
负荷预测入门
17
时间序列分解 · ARIMA · LSTM部署 · Prophet
18
边缘AI推理
18
TinyML · TensorFlow Lite Micro · INT8量化 · 算子优化
19
数据上云策略
19
分级上报 · 断网续传 · JSON/Protobuf标准化
20
边缘网关架构
20
网关硬件 · DL/T645转MQTT · 规则引擎 · 设备管理
21
虚拟电表与数字孪生
21
数字孪生 · 电表建模 · 仿真数据 · 虚实同步
22
多表集抄
22
水电气热统一采集 · 协议适配 · 数据融合 · 冲突解决
23
用电行为分析
23
用户画像 · K-means/DBSCAN · 窃电检测
24
需求侧响应
24
需求响应信号 · 负荷控制 · 可中断管理 · 激励计算
25
电能质量分析
25
电压暂降/暂升 · FFT谐波 · 功率因数 · 质量指标
26
边缘计算性能优化
26
代码优化 · 内存池 · Cache · 多核任务分配
27
测试与验证
27
HIL硬件在环 · 一致性 · MTBF · EMC测试
28
运维与监控
28
远程诊断 · 日志分析 · 告警管理 · 生命周期
29
标准与法规
29
IEC 62056 · ANSI C12 · 国网Q/GDW · MID · 数据安全法
30
未来趋势
30
边缘AI芯片 · 5G电力物联网 · 区块链能源 · 碳中和