第一章 概述
(一)前言
近年來,物聯網因被(bèi)認爲是繼互聯網之後(hòu)的又一次技術革命而備受關注,開(kāi)展物聯網研究和進(jìn)行物聯網建設已經(jīng)成(chéng)爲政府和社會的共識。從美國(guó)總統奧巴馬的?“智慧地球”到國(guó)家總理溫家寶的?“感知中國(guó)”,作爲新興技術産業重要組成(chéng)部分的物聯網已成(chéng)爲全球矚目的熱門話題。
實施環境保護,需要采用先進(jìn)的科技手段,建立環境保護監測、預警和應急處置機制。其中,及時發(fā)現污染苗頭和捕捉污染源,是有效實施環保監測的重要環節;而迅速、準确地反映污染狀況,是正确判斷和處置污染事(shì)件的關鍵,特别是突發(fā)重大污染事(shì)件發(fā)生時,往往需要遠程調度和及時協調社會各方面(miàn)應急力量,統一指揮領導,快速反應,更加需要及時、準确地收集到前方現場信息,并傳遞給環保指揮機構作爲分析決策的依據,以便于及時做出合理的指揮調度。
(二)智慧環保應用描述
智慧環保是物聯網技術與環境信息化相結合的概念,其特征也可以歸結爲4個方面(miàn):
1、更透徹的感知(感知層)。智慧雲谷采用各種(zhǒng)先進(jìn)的感知設備全面(miàn)感知環境,包括針對(duì)水體各種(zhǒng)理化指标和性狀的傳感器和測量儀表,針對(duì)氣體中各種(zhǒng)有害氣體含量的傳感器和測量儀表,以及比較成(chéng)熟的視頻監控設備和視頻智能(néng)分析技術、射頻識别(RFID)技術等,綜合運用各種(zhǒng)設備和技術,獲得前所未有的智能(néng)感知。
2、更全面(miàn)的互連互通(網絡層)。通過(guò)各種(zhǒng)網絡設備、網絡與先進(jìn)的感知設備進(jìn)行連接,將(jiāng)感知設備獲取的信息通過(guò)星雲協議實時傳輸到智慧環保雲管控平台,傳輸給手機、電腦和iPad等。
3、更深入的智能(néng)化(智慧層)。感知層獲得的數據可用于對(duì)應的系統,甚至可以作爲建模的基礎數據,智慧雲管控平台實時收集并分析數據,當數據超過(guò)各類傳感器等設備設置的值時,可實現自動告警,提示環境管理部門或污染源企業及時處理。
4、更智慧的決策(服務層)。利用雲服務系統,建立面(miàn)向(xiàng)對(duì)象的信息服務門戶,如政務公開(kāi)、公衆服務及各業務應用系統,爲環境質量、污染防治、生态保護、輻射管理等業務提供“更智慧的決策”。
(三)智慧環保運營維護
1、首先是完善現有的環境監測系統,增強監測點的檢測能(néng)力。通過(guò)增加水、氣、土壤、噪聲、固廢、生态等環境監測控制設備數量和檢測手段。提高現有環境監測的密度,更及時有效地發(fā)現和遏制固廢、廢水廢氣等的排放。重點建設重金屬、放射源、固廢及危險品轉移等監測監控系統,大力推進(jìn)環境治理設施的建設,開(kāi)展環境治理設施及監測監控設備的運營服務,保障環境監測、治理體系的正常運轉,提升城市環境管理能(néng)力。
2、再者是依托公共服務平台,加強環保、水利、氣象等部門間的業務融合。整合所有環境信息資源和數據,建設環境監測數據标準體系,將(jiāng)各類環境信息,通過(guò)先進(jìn)的數據挖掘與處理。智能(néng)分析,實現對(duì)環境保護和自然災害等狀況作出更爲科學(xué)準确的測定和預估,實現環境監測數據的統一規範,各部門的信息共享與服務一體化功能(néng),提高環境數據管理、分析和利用水平。
3、其次是建立環境信息綜合分析中心。環境信息綜合分析中心由四大分析系統構成(chéng):區域排放核算系統、環境質量綜合評價系統環境輔助決策系統,環境應急預測預警系統。
(四)方案的目的及意義
基于雲計算核心的環境監測與保護系統,通過(guò)雲計算將(jiāng)環保領域物聯網整合起(qǐ)來,實現社會與環境業務系統的整合,更加精細和動态的方式實現環境管理和決策的智慧,將(jiāng)環境的保護實現最有效化,并通過(guò)市場配置機制控制排放、減少排放,達到保護環境的目的。
第二章 公司簡介
(一)關于我們
智慧雲谷(Wiscloud)成(chéng)立于2007年,擁有一流的研發(fā)設計團隊,始終堅持自主創新,公司擁有自主知識産權的嵌入式操作系統,Wiscloud nebula protocol(星雲自動組網協議),WisOS雲計算操作系統,爲用戶提供全球領先的物聯網、雲計算、遊戲等軟硬件産品及平台服務,主要産品有:
物聯網&雲計算
基于雲計算核心的工業自動化控制設備及雲計算控制平台;
基于雲計算核心的自動化節能(néng)控制設備及雲計算控制平台;
基于雲計算核心的iWiscloud智慧家居控制中心;
全球領先的無線環境及空氣質量傳感器;
具有自動電流及故障檢測功能(néng)的無線自組網觸摸開(kāi)關;
全球領先的無插件多人實時網頁/手機遊戲平台。
“雲”是公司産品的“代言人”,所有産品都(dōu)是基于雲計算核心。
公司網址:/
(二)硬件基礎
智慧雲谷擁有功能(néng)完備的大型雲計算數據中心,采用先進(jìn)的網絡框架設計,電信、聯通、移動千兆光纖接入,目前存儲能(néng)力已達PB級以上;CDN負載均衡,實現數據更快更穩定的傳輸;異地替換方案,保證了數據不會丢失,當一個數據中心發(fā)生故障時,異地的數據中心會立刻將(jiāng)工作進(jìn)行替換,确保我們穩定的服務;多台在線式大功率智能(néng)UPS可提供48小時以上的後(hòu)備供電設備發(fā)電機;同時數據中心有幾十台小型機、大量高端服務器、大型磁盤陣列等設備。強大的硬件設施使我們擁有強大的運算能(néng)力,災難應對(duì)和恢複力,能(néng)爲用戶提供高速、安全、穩定的數據服務。
第三章 系統總體設計
(一)系統設計原則
本方案設計遵循技術先進(jìn)、功能(néng)齊全、性能(néng)穩定、節約成(chéng)本的原則。并綜合考慮施工、維護及操作因素,并將(jiāng)爲今後(hòu)的發(fā)展、擴建、改造等因素留有擴充的餘地。本系統設計内容是系統的、完整的、全面(miàn)的;設計方案具有科學(xué)性、合理性、可操作性。其具有以下原則:
1、先進(jìn)性與适應性
系統的技術性能(néng)和質量指标達到國(guó)際領先水平;同時,系統的安裝調試、軟件編程和操作使用簡便易行,容易掌握,适合中國(guó)國(guó)情和本項目的特點。該系統集國(guó)際衆多先進(jìn)技術與一身,體現了當前計算機控制技術與計算機網絡技術的最新發(fā)展水平,适應時代發(fā)展的要求。同時系統是面(miàn)向(xiàng)各種(zhǒng)管理層次使用的系統。其功能(néng)和配置以能(néng)給用戶提供舒适。安全、方便、快捷爲準則,其操作應簡便易學(xué)。
2、經(jīng)濟性與實用性
充分考慮用戶實際需要和信息技術發(fā)展趨勢,根據用戶現場環境,設計選用功能(néng)和适合現場情況、符合用戶要求的系統配置方案,通過(guò)嚴密、有機的組合,實現最佳的性能(néng)價格比,以便節約工程投資,同時保證系統功能(néng)實施的需求,經(jīng)濟适用。
3、可靠性與安全性
系統的設計具有較高的可靠性,在系統故障或事(shì)故造成(chéng)中斷後(hòu),能(néng)确保數據的準确性、完整性和一緻性,并具備迅速恢複的功能(néng),同時系統具有一整套完成(chéng)的系統管理策略,可以保證系統的運行安全。
4、開(kāi)放性
以現有成(chéng)熟的産品爲對(duì)象設計,同時還(hái)考慮到周邊信息通信環境的現狀的發(fā)展趨勢,可以消防、防盜、聚光系統實現聯動,可實現遠程控制。
5、可擴充性
系統設計中考慮到今後(hòu)技術的發(fā)展和使用的需要,具有更新、擴充和升級的可能(néng)。并根據今後(hòu)該項目工程的實際要求擴展功能(néng),同時,本方案在設計中留有冗餘,以滿足今後(hòu)的發(fā)展要求。
6、追求最優化的系統設備配置
在滿足用戶對(duì)功能(néng)、質量、性能(néng)、價格和服務等各方面(miàn)要求的前提下,追求最優化的系統設備配置,以盡量降低系統造價。
7、保留足夠的擴展容量
該項目設置的控制容量保留一定的餘地,以便在系統中改造新的控制點;系統中還(hái)保留與其他計算機或自動化系統連接的接口;也盡量考慮未來科學(xué)的發(fā)展和新技術的應用。
8、提高監管力度與綜合管理水平
本項目系統設備控制需要高效率、準确及可靠。本系統通過(guò)中央控制系統對(duì)各子系統運行情況進(jìn)行綜合控制,時時動态掌握監視及報警情況。閉路電視監控大大減少勞動強度,減少設備運行維護人員;另外,系統的綜合統籌管理可使設備按最優組合運行,在最佳情況下運行,既可節能(néng),又可大大減少設備損耗,減少設備維修費用,從而提高監管力度與綜合管理水平。
(二)系統結構
1、智慧雲谷基于雲計算核心的物聯網路燈遠程節能(néng)自動化控制能(néng)夠將(jiāng)多達幾十萬台的控制終端同時連接到雲計算中心,可以在同一平台下對(duì)多個地區、多個控制點的路燈進(jìn)行集中控制,更能(néng)夠進(jìn)行大範圍綜合計算與綜合控制。
2、智能(néng)傳感器精确檢測
智能(néng)傳感器的核心采集探頭采用電化學(xué)探頭,具有精度高并實時顯示數值,使用時間長(cháng),不易老化等特點;智能(néng)傳感器具有上下限設置功能(néng),能(néng)夠自動發(fā)出聲光報警, 具有上下限輸出開(kāi)關,可以根據上下限自動控制其他電器的運行,支持485通訊,同時可輸出4-20mA電流。
第五章 實現功能(néng)
1、在線監測和遠程控制
可以在線查看、查詢、獲取各種(zhǒng)模拟設備和開(kāi)關的最新數據、狀況。并可以實現定時監測(COD、PH、流量等一次性儀表在一段時間内,按照固定的周期進(jìn)行數據采集)。智慧環保雲管控系統可以實時顯示水污染點源:
(1)污水瞬時流量和累積流量
(2)CO、CO2、PH的濃度和排放總量等數據,能(néng)夠對(duì)監測現場設備進(jìn)行遠程啓動、設定工作時間、調整工作周期、數據二次查詢等遠程操作,并將(jiāng)分析結果和設備運行日志記錄于環保雲計算中心中。
智慧環保雲管控平台可以實時顯示大氣污染點源:
(1)煙氣流量和排放總量
(2)煙氣、煙塵、CO、SO2、Nox的濃度和排放總量等數據。
2、報警處理
報警有四種(zhǒng):斷線報警(包括設備故障報警)、超标報警、開(kāi)關設備報警和異常情況報警。可以靈活設定報警條件,并和人員的手機、短信綁定,在滿足報警條件時,自動發(fā)送報警信息。
3、短信服務
短信服務有:數據傳送,可以把企業的數據發(fā)送到指定的手機;短信報警(數據報警,斷線報警,開(kāi)關設備報警,監測儀器報警);批量配置企業的報警數據;自寫短信,自定義短信的内容和發(fā)送對(duì)象。
4、查詢統計
所有數據都(dōu)保存智慧雲計算數據中心,并提供多種(zhǒng)條件查詢方式和查詢結果分類、分項排序、統計最大值、最小值、平均值、彙總值等分析處理功能(néng)。提供統計各類監測數據功能(néng),如流量統計;COD、氨氮濃度分析;COD、氨氮排放總量統計;煙氣流量統計;煙氣、煙塵、CO、SO2、NOx濃度分析;煙氣、煙塵、CO、SO2、NOx排放總量統計等。提供查詢結果打印功能(néng)。
5、分析報表
對(duì)于企業的排放彙總數據按指定的時間段進(jìn)行列表和圖形方式分析,并可實現與收費管理系統的結合。列表分析以表格的方式給出上述數據,圖形方式通過(guò)曲線、柱狀和餅狀等圖形直觀的顯示。
6、監控源管理
監控源管理以企業爲單位,主要包括監控源的常規信息管理,排污口管理,和治理設施管理;在線監測儀管理可以動态添加排污口,采集儀,智慧雲谷各種(zhǒng)傳感器,各種(zhǒng)模拟設備和開(kāi)關設備的添加,并可以指定模拟設備的标準數值和報警的上下限。
7、數據标記和剔除
特定的職能(néng)管理部門通過(guò)雲計算數據中心審查分析數據的過(guò)程中,對(duì)于已經(jīng)确認異常或無效的數據能(néng)夠進(jìn)行手動标記或剔除操作。對(duì)于任何的标記或剔除操作,系統自動記憶,作爲日志備查。
8、系統管理
通過(guò)智慧雲管控平台設置系統的一些參數,包括權限管理、常量管理、設備管理、在線列表和監控源類型設置等。
9、視頻數據
視頻監控系統要求實現現場影像的高清晰同步實時傳輸,在監控中心電視牆等終端上顯示,并通過(guò)智慧雲管控系統網絡來實現圖像的傳輸、顯示、存儲、回放等功能(néng)。