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物联网应用案例:镇海智慧水务

2017/9/21    来源:极客头条    作者:余章琪      
关键字:物联网  智慧水务  
镇海智慧水务项目的各类监测设备主要是工业自动化系统的传感器,如水质PH值、COD等的检测、流量计、水位计等。
    项目简介
    
    宁波市镇海区智慧水务项目建设内容包括水环境治理设施监测、水务信息资源中心、水务综合监管平台(监测监控、治水监督、应急指挥、综合服务、决策支撑及集成开发)、水务专题应用(包括防汛、环保、排水)等,监管体系如图1所示。
 
智慧水务监管体系
 
图1 智慧水务监管体系
    
    技术架构
 
    图2展示了基于物联网体系结构而设计的镇海水务分层架构模型。按照物联网体系结构,我们将镇海智慧水务架构抽象为4个层:感知层、网络层、平台层、应用层。
 
镇海水务分层架构模型
 
图2 镇海水务分层架构模型
 
    关键设计决策
 
    任何架构和设计决策,最终都是解决业务问题的重大关键。镇海智慧水务开发和实施过程中面临着如下的技术挑战:
 
    1.“物”的多样性和差异性。镇海水务的监测对象包括:闸门、泵站、排海管网、水质检测站等。监测指标涉及PH值、COD、流量等。监测数据来自于不同的工业传感器、自动控制系统、智能终端设备、电子标签,它们运行于不同类型的操作系统或者微控制器上,使用不同的数据协议,如Modbus、DNP3、DL101、OPC等。
 
    2.“物”所处的网络环境多样性。物联网设备通过不同的方式接入到骨干传输网络中,比如RFID、WIFI、蓝牙等。
 
    3.物联网应用层协议的多样性。在镇海水务项目中,我们采用的协议有MQTT、HTTP(REST)、WebSocket。
 
    4.数据采集、传输和处理的实时性。在应急响应、实时监控方面,对数据以及系统响应的实时性有较高的要求。
 
    5.海量数据的实时处理和存储、分析。 
 
    除此之外,各单位都存在一些已建或在建的系统,数据孤岛现象严重,难以互连互通。
 
智慧水务SCADA系统的逻辑架构
 
图3 智慧水务SCADA系统的逻辑架构
 
    那么,我们是如何解决和应对这诸多挑战的呢?接下来将重点介绍4项关键技术。它们是:
 
    1.物联网网关——解决众多传感设备的数据采集和处理问题;
 
    2.海量数据存储——解决物联网传感器产生的海量数据存储问题;
 
    3.实时通信——解决数据通信的实时性问题,从“感知层”到“展示层”的上行通信,以及从“展示层”到“感知层”的下行通信;
 
    4.数据交换与共享——解决不同单位和系统间数据交换与共享的问题。
 

责任编辑:李欢
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