本發(fā)明涉及工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)的，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種基于react和django電力數(shù)據(jù)監(jiān)控管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理中，隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和電力設(shè)備種類(lèi)的增多，電力數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。首先，數(shù)據(jù)量的激增要求系統(tǒng)具備高效處理和實(shí)時(shí)分析能力，以應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的數(shù)據(jù)流和迅速變化的電網(wǎng)狀態(tài)。其次，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行依賴(lài)于精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)監(jiān)控和快速的故障響應(yīng)，這需要系統(tǒng)具有極高的可靠性和實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。此外，系統(tǒng)還應(yīng)支持高度的用戶(hù)交互性，使操作者能夠即時(shí)接收關(guān)鍵信息并作出決策。然而，傳統(tǒng)電力監(jiān)控系統(tǒng)往往依賴(lài)于陳舊的技術(shù)架構(gòu)，不僅在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)顯示出效率低下，而且在系統(tǒng)集成、可擴(kuò)展性以及用戶(hù)界面設(shè)計(jì)上存在諸多不足。這些系統(tǒng)常常無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)電力數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確分析，也難以提供足夠靈活的用戶(hù)配置選項(xiàng)，從而影響電力網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行和故障恢復(fù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種基于react和django電力數(shù)據(jù)監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過(guò)模塊以及模塊，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：具體包括：scada監(jiān)控模塊、前端用戶(hù)界面、后端和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊；

3、scada監(jiān)控模塊：通過(guò)在電網(wǎng)中部署用于測(cè)量電網(wǎng)關(guān)鍵參數(shù)的傳感器，利用scada系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中關(guān)鍵參數(shù)的電力數(shù)據(jù)，并將采集到的電力數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)加密實(shí)時(shí)傳輸至后端中；

4、前端用戶(hù)界面：用戶(hù)在由react構(gòu)建的前端用戶(hù)界面向后端發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求指令，包括查詢(xún)實(shí)時(shí)或歷史電力數(shù)據(jù)，或設(shè)置監(jiān)控參數(shù)，在接收到后端的數(shù)據(jù)后，前端用戶(hù)界面的react組件根據(jù)接收到的新數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新前端用戶(hù)界面，包括刷新圖表、顯示警告，以實(shí)時(shí)反映電網(wǎng)狀態(tài)，幫助用戶(hù)實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析電網(wǎng)狀態(tài)，并及時(shí)優(yōu)化資源分配；

5、后端：利用由django框架構(gòu)建的后端對(duì)scada監(jiān)控模塊發(fā)送的電力數(shù)據(jù)接收，并配合異步任務(wù)處理和緩存策略，將接收到的電力數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并傳輸至數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中，構(gòu)建遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，將數(shù)據(jù)處理后的電力數(shù)據(jù)作為模型輸入，根據(jù)歷史的電力數(shù)據(jù)與當(dāng)前的輸入，預(yù)測(cè)未來(lái)的電力數(shù)據(jù)，生成預(yù)測(cè)結(jié)果；

6、后端接收到前端請(qǐng)求指令后，后端與mysql數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)始交互，處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索，生成處理結(jié)果；

7、將預(yù)測(cè)結(jié)果和處理結(jié)果封裝成json格式并反饋給前端用戶(hù)界面，以用于更新用戶(hù)界面；

8、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊：接收到由后端發(fā)送的電力數(shù)據(jù)后，利用mysql數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)與管理。

9、在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施方式中，所述scada監(jiān)控模塊中測(cè)量電網(wǎng)的關(guān)鍵參數(shù)具體包括電壓、電流、功率、溫度、濕度及電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障信號(hào)；

10、所述scada系統(tǒng)采用由qt5技術(shù)開(kāi)發(fā)的scada系統(tǒng)，所述傳感器包括電壓傳感器、電流互感器、功率傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)與scada系統(tǒng)連接。

11、在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施方式中，所述scada系統(tǒng)與電力設(shè)備進(jìn)行集成，并通過(guò)api接口與電力設(shè)備通信，通過(guò)api接口，scada系統(tǒng)向電力設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求，以獲取設(shè)備實(shí)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)、故障信號(hào)電力數(shù)據(jù)。

12、在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施方式中，所述前端用戶(hù)界面包含查詢(xún)實(shí)時(shí)或歷史電力數(shù)據(jù)的表單，在用戶(hù)發(fā)出查詢(xún)請(qǐng)求指令時(shí)，react組件處理該請(qǐng)求指令并將請(qǐng)求指令通過(guò)web技術(shù)發(fā)送到后端，實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)查詢(xún)。

13、在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施方式中，在所述前端用戶(hù)界面中，創(chuàng)建一個(gè)用于用戶(hù)設(shè)置監(jiān)控參數(shù)的表單，該表單包含輸入框、滑塊、下拉菜單、修改以及確認(rèn)組件，以便用戶(hù)輸入和選擇參數(shù)，在用戶(hù)修改參數(shù)值時(shí)，利用react的onchange事件處理機(jī)制捕獲參數(shù)的變化，在用戶(hù)點(diǎn)擊確認(rèn)的同時(shí)，將參數(shù)值通過(guò)web技術(shù)的ajax發(fā)送至后端，后端接收到前端用戶(hù)界面發(fā)送的參數(shù)設(shè)置請(qǐng)求指令后，將接收到的參數(shù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中，以供后續(xù)使用，設(shè)置成功后，在前端用戶(hù)界面上顯示一個(gè)消息或通知，或者刷新前端用戶(hù)界面以展示最新的參數(shù)設(shè)置。

14、在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施方式中，所述后端對(duì)電力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)解密、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)驗(yàn)證。

15、在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施方式中，所述構(gòu)建遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的具體步驟為：

16、s1、將電壓、電流、功率、溫度、濕度及電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障信號(hào)電力數(shù)據(jù)按采集時(shí)間順序排序，并作為時(shí)間步序列，每個(gè)時(shí)間步的數(shù)據(jù)作為模型的輸入，將輸入序列表示為x＝[x1,x2,...,xt]，其中xt表示第t個(gè)時(shí)間步的輸入；

17、s2、利用rnn模型維護(hù)一個(gè)隱藏狀態(tài)ht，并根據(jù)過(guò)去的時(shí)間步信息，預(yù)測(cè)未來(lái)的數(shù)值；

18、s3、根據(jù)當(dāng)前的輸入和前一個(gè)時(shí)間步的隱藏狀態(tài)，計(jì)算當(dāng)前時(shí)間步的隱藏狀態(tài)，具體計(jì)算公式為：

19、ht＝f(w1xt+w2ht-1+b)

20、其中，w1和w2表示權(quán)重矩陣，b表示偏置向量，f表示激活函數(shù)，

21、s4、根據(jù)當(dāng)前時(shí)間步的隱藏狀態(tài)，計(jì)算輸出的預(yù)測(cè)結(jié)果，具體計(jì)算公式為：

22、output＝activation_function(woutput*ht+boutput)

23、output表示輸出的預(yù)測(cè)結(jié)果，woutput表示輸出層的權(quán)重矩陣，ht表示當(dāng)前時(shí)間步的隱藏狀態(tài)，boutput表示輸出層的偏置項(xiàng)，activation_function表示激活函數(shù)。

24、在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施方式中，所述后端與mysql數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接，根據(jù)請(qǐng)求指令的類(lèi)型和參數(shù)，后端執(zhí)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作：

25、s1、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：若請(qǐng)求指令為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，則后端將數(shù)據(jù)插入到mysql數(shù)據(jù)庫(kù)中的相應(yīng)表格中，或者更新已存在的數(shù)據(jù)。

26、s2、數(shù)據(jù)檢索：若請(qǐng)求指令為是檢索數(shù)據(jù)，則后端根據(jù)指定的條件執(zhí)行sql查詢(xún)語(yǔ)句，從mysql數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索需要的數(shù)據(jù)。

27、在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施方式中，所述后端接收到mysql數(shù)據(jù)庫(kù)返回的結(jié)果后，根據(jù)需要進(jìn)行處理并生成最終的處理結(jié)果。

28、在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施方式中，所述后端對(duì)mysql數(shù)據(jù)庫(kù)返回結(jié)果的處理步驟為：

29、s1、對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作，檢查操作是否成功并返回相應(yīng)的狀態(tài)信息；

30、s2、對(duì)于數(shù)據(jù)檢索操作，后端則對(duì)返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理、篩選或格式化。

31、在一個(gè)優(yōu)選地實(shí)施方式中，具體包括以下步驟：

32、s101、scada系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)關(guān)鍵參數(shù)的電力數(shù)據(jù)，并將其實(shí)時(shí)傳輸至后端，后端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并批量?jī)?yōu)化存儲(chǔ)到mysql數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)于由scada監(jiān)控模塊獲取到的電力設(shè)備故障信號(hào)，由后端實(shí)時(shí)反饋給前端用戶(hù)界面，進(jìn)行實(shí)時(shí)故障告警；

33、s102、使用react框架構(gòu)建前端用戶(hù)界面，并向后端發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求指令，包括查詢(xún)實(shí)時(shí)或歷史電力數(shù)據(jù)、設(shè)置監(jiān)控參數(shù)，隨后，基于由后端反饋的新數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新前端用戶(hù)界面，包括刷新圖表、顯示警告，以實(shí)時(shí)反映電網(wǎng)狀態(tài)，幫助用戶(hù)實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析電網(wǎng)狀態(tài)，并及時(shí)優(yōu)化資源分配，以提升操作響應(yīng)性和用戶(hù)交互體驗(yàn)；

34、s103、利用由django框架構(gòu)建的后端獲取scada系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集的電力數(shù)據(jù)，并配合異步任務(wù)處理和緩存策略，通過(guò)構(gòu)建的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，將數(shù)據(jù)處理后的電力數(shù)據(jù)作為模型輸入，預(yù)測(cè)未來(lái)的電力數(shù)據(jù)；后端接收到前端請(qǐng)求指令后，后端與mysql數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)始交互，處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索，生成處理結(jié)果，將預(yù)測(cè)結(jié)果和處理結(jié)果封裝成json格式反饋給前端用戶(hù)界面。

35、本發(fā)明的有益效果是：

36、1.提高了數(shù)據(jù)處理效率：利用django后端的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力，配合異步任務(wù)處理和緩存策略，系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)并處理大規(guī)模并發(fā)數(shù)據(jù)請(qǐng)求，保證了在高數(shù)據(jù)流量情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。

37、2.增強(qiáng)了用戶(hù)交互體驗(yàn)：前端使用react技術(shù)，提供了動(dòng)態(tài)和響應(yīng)式的用戶(hù)界面，用戶(hù)能夠?qū)崟r(shí)查看電力數(shù)據(jù)的變化，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和操作，大幅提高了操作的便捷性和直觀性。

38、3.實(shí)現(xiàn)了高度模塊化與集成性：系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)允許快速適應(yīng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化和技術(shù)升級(jí)，集成了scada系統(tǒng)和mysql數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了多種技術(shù)的無(wú)縫對(duì)接，提升了整體系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性。

39、4.優(yōu)化了電網(wǎng)的運(yùn)行管理：scada系統(tǒng)集成允許對(duì)電網(wǎng)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常情況，系統(tǒng)支持復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)功能，幫助運(yùn)營(yíng)人員優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行和資源分配，增強(qiáng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和效率。

40、5.增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性和完整性：采用先進(jìn)的安全措施，如數(shù)據(jù)加密和訪問(wèn)控制，保障了數(shù)據(jù)在傳輸和處理過(guò)程中的安全性和完整性，這對(duì)于敏感的電力數(shù)據(jù)尤為重要，確保了信息的保密性和防止數(shù)據(jù)篡改。

41、通過(guò)上述優(yōu)勢(shì)，本技術(shù)不僅提高了電力數(shù)據(jù)的處理能力和監(jiān)控效率，還確保了電力網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行，對(duì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。