本发明涉及数字孪生，具体涉及一种基于物联网的数字孪生碳数据分析系统及方法。
背景技术：
1、现阶段，数字孪生技术已经得到了广泛的应用和发展，能够针对物理世界中的物体，通过数字化的手段构建一个仿真模型，借此来实现对物理实体的了解、分析和优化。数字孪生技术充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。
2、但对于企业来说，缺乏通过数字孪生技术实现对园区照明、水电表、空调等多种用能设备的直接对接和精细化管理模式，缺乏能耗数据、光伏发电数据、碳自愿减排数据、碳排数据的智能转换、三维可视化展示以及数据分析能力，缺乏对降碳规划精准推演的能力，缺乏对碳市场精准评估能力。基于物联网的数字孪生碳数据分析应用能够有效解决企业、园区等用能单位的问题。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种基于物联网的数字孪生碳数据分析系统及方法。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、一种基于物联网的数字孪生碳数据分析系统，包括物联网数据采集模块、数字孪生仿真模拟模块、能碳数据分析模块和碳市场分析模块；物联网数据采集模块采集物联网设备数据，其中，物联网设备数据包括楼宇物联数据，物联网设备包括楼宇物联设备；数字孪生仿真模拟模块通过对楼宇物联数据分析，完成对楼宇物联设备真实位置的可视化展示，实现对楼宇物联设备的实时控制，同时进行能碳数据展示；能碳数据分析模块对物联网设备采集到的数据进行分析，结合数字孪生模型对数据进行虚拟同步降碳推演，并结合历史数据、实时数据预测一定时间内的碳排放量；结合用能情况形成节能报告以及碳排报告；碳市场分析模块通过碳市场实时碳价的获取、分析，针对企业用能碳排情况提供最优的投资方案。
4、基于上述技术方案，更进一步地，所述物联网设备至少包括水电表装置、空调装置、照明装置以及光伏装置；其中，水电表装置、空调装置、照明装置以及光伏装置分别对应有相应的传感器。
5、基于上述技术方案，更进一步地，所述楼宇物联数据至少包括门禁情况、空调情况、水电表情况、光伏设备情况以及照明情况。
6、一种基于物联网的数字孪生碳数据分析方法，采用一种基于物联网的数字孪生碳数据分析系统，包括以下步骤：获取物联网设备数据，并进行数据处理，依据预设的通信协议，传输至平台支撑层；数据在平台支撑层进行预处理后，传输至数据中台；数据在数据中台进行整合、存储、计算和共享之后，将数据传输至应用系统层；经过应用系统层处理后的数据被送达至综合服务层进行解析、验证和处理；数据在综合服务层被封装成为适合传输的格式，并传输至用户与终端层。
7、基于上述技术方案，更进一步地，所述预处理包括数据清洗、数据压缩和数据加密。
8、基于上述技术方案，更进一步地，所述数据中台包括数据采集平台和能碳数据分析平台。
9、基于上述技术方案，更进一步地，根据应用系统层的需求，被抽取为传输相关数据准备下一步的传输；在数据传输时，根据传输协议以满足数据中台与应用系统层间的数据交换需求。
10、基于上述技术方案，更进一步地，应用系统层根据实际需求获取数据，数据在应用系统层中被用于智慧管理、智慧控制和降碳决策；其中，智慧管理包括门禁管理、会议室管理、照明管理、设备管理、能碳管理和资产管理；智慧控制包括照明控制、用水节流、三维模型仿真控制和门禁控制；降碳决策包括降碳报告、碳排报告和碳市场分析。
11、基于上述技术方案，更进一步地，数据在综合服务层中进行数据挖掘处理，其中，数据挖掘是利用物联网设备实时采集园区的能源消耗和碳排放数据，对采集到的原始数据进行清洗，去除重复、错误、不完整的数据，将不同格式、不同单位的数据转换为统一的格式和单位，将来自不同数据源的数据进行集成，形成完整的能碳数据集；并通过构建分类分项的能耗数据多维分析模型，对能碳数据进行深度分析，了解园区不同时间段的能源消耗和碳排放情况，利用预设的统计分项和节能规则，对重点高能耗设备进行智能诊断，提出能效诊断及优化建议。
12、基于上述技术方案，更进一步地，在传输过程中，综合服务层运用哈希算法添加数据完整性校验机制，通过计算并比对数据的哈希值来确保数据的完整性和一致性，同时提供实时传输、批量传输和消息队列三种灵活的传输方式，以适应不同场景需求进行合理变换。
13、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
14、(1)本发明基于物联网的数字孪生碳数据分析应用通过对物联网数据采集模块、数字孪生仿真模拟模块、能碳数据分析模块、碳市场分析模块的综合管理，能够实现从数据采集到数据可视化展示到数据分析推演到报告生成到投资方案生成的能碳数据全生命周期的精细化管理。
15、(2)本发明的系统和方法打破应用场景单一性，可以横跨不同行业，如能源、制造业、交通等各垂直行业，能够实现场景自适应切换；支持modbus、mqtt等多种数据采集，保证系统具备更高的可扩展性；融合控排企业、园区等不同领域数据，进行全方位数据整合，并通过对结构化数据、半结构化数据、非结构化数据等多方面数据融合，结合数字孪生提高系统可视化程度；数据库使用国产化数据库人大金仓，提高数据存储的安全性；结合24个行业标准针对能源使用转化碳排进行极小误差计算；通过碳市场实时碳价的获取、分析，保证投资方案的真实性。
1.一种基于物联网的数字孪生碳数据分析系统，其特征在于：包括物联网数据采集模块、数字孪生仿真模拟模块、能碳数据分析模块和碳市场分析模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的数字孪生碳数据分析系统，其特征在于：所述物联网设备至少包括水电表装置、空调装置、照明装置以及光伏装置；其中，水电表装置、空调装置、照明装置以及光伏装置分别对应有相应的传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的数字孪生碳数据分析系统，其特征在于：所述楼宇物联数据至少包括门禁情况、空调情况、水电表情况、光伏设备情况以及照明情况。
4.一种基于物联网的数字孪生碳数据分析方法，其特征在于：采用权利要求1-3任一项所述的一种基于物联网的数字孪生碳数据分析系统，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的数字孪生碳数据分析方法，其特征在于：所述预处理包括数据清洗、数据压缩和数据加密。
6.根据权利要求4所述的一种基于物联网的数字孪生碳数据分析方法，其特征在于：所述数据中台包括数据采集平台和能碳数据分析平台。
7.根据权利要求4所述的一种基于物联网的数字孪生碳数据分析方法，其特征在于：根据应用系统层的需求，被抽取为传输相关数据准备下一步的传输；在数据传输时，根据传输协议以满足数据中台与应用系统层间的数据交换需求。
8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的数字孪生碳数据分析方法，其特征在于：应用系统层根据实际需求获取数据，数据在应用系统层中被用于智慧管理、智慧控制和降碳决策；其中，智慧管理包括门禁管理、会议室管理、照明管理、设备管理、能碳管理和资产管理；智慧控制包括照明控制、用水节流、三维模型仿真控制和门禁控制；降碳决策包括降碳报告、碳排报告和碳市场分析。
9.根据权利要求4所述的一种基于物联网的数字孪生碳数据分析方法，其特征在于：数据在综合服务层中进行数据挖掘处理，其中，数据挖掘是利用物联网设备实时采集园区的能源消耗和碳排放数据，对采集到的原始数据进行清洗，去除重复、错误、不完整的数据，将不同格式、不同单位的数据转换为统一的格式和单位，将来自不同数据源的数据进行集成，形成完整的能碳数据集；并通过构建分类分项的能耗数据多维分析模型，对能碳数据进行深度分析，了解园区不同时间段的能源消耗和碳排放情况，利用预设的统计分项和节能规则，对重点高能耗设备进行智能诊断，提出能效诊断及优化建议。
10.根据权利要求4所述的一种基于物联网的数字孪生碳数据分析方法，其特征在于：在传输过程中，综合服务层运用哈希算法添加数据完整性校验机制，通过计算并比对数据的哈希值来确保数据的完整性和一致性，同时提供实时传输、批量传输和消息队列三种传输方式，以适应不同场景需求进行合理变换。
