第一章 概述
(一)前言
近年來,物聯網因被認為是繼互聯網之后的又一次技術革命而備受關注,開展物聯網研究和進行物聯網建設已經成為政府和社會的共識。從美國總統奧巴馬的?“智慧地球”到國家總理溫家寶的?“感知中國”,作為新興技術產業重要組成部分的物聯網已成為全球矚目的熱門話題。
實施環境保護,需要采用先進的科技手段,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、準確地反映污染狀況,是正確判斷和處置污染事件的關鍵,特別是突發重大污染事件發生時,往往需要遠程調度和及時協調社會各方面應急力量,統一指揮領導,快速反應,更加需要及時、準確地收集到前方現場信息,并傳遞給環保指揮機構作為分析決策的依據,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,其特征也可以歸結為4個方面:
1、更透徹的感知(感知層)。星云天啟采用各種先進的感知設備全面感知環境,包括針對水體各種理化指標和性狀的傳感器和測量儀表,針對氣體中各種有害氣體含量的傳感器和測量儀表,以及比較成熟的視頻監控設備和視頻智能分析技術、射頻識別(RFID)技術等,綜合運用各種設備和技術,獲得前所未有的智能感知。
2、更全面的互連互通(網絡層)。通過各種網絡設備、網絡與先進的感知設備進行連接,將感知設備獲取的信息通過星網協議實時傳輸到智慧環保云管控平臺,傳輸給手機、電腦和iPad等。
3、更深入的智能化(智慧層)。感知層獲得的數據可用于對應的系統,甚至可以作為建模的基礎數據,智慧云管控平臺實時收集并分析數據,當數據超過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)。利用云服務系統,建立面向對象的信息服務門戶,如政務公開、公眾服務及各業務應用系統,為環境質量、污染防治、生態保護、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力。通過增加水、氣、土壤、噪聲、固廢、生態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,大力推進環境治理設施的建設,開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力。
2、再者是依托公共服務平臺,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,建設環境監測數據標準體系,將各類環境信息,通過先進的數據挖掘與處理。智能分析,實現對環境保護和自然災害等狀況作出更為科學準確的測定和預估,實現環境監測數據的統一規范,各部門的信息共享與服務一體化功能,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: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
基于云計算核心的環境監測與保護系統,通過云計算將環保領域物聯網整合起來,實現社會與環境業務系統的整合,更加精細和動態的方式實現環境管理和決策的智慧,將環境的保護實現最有效化,并通過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
星云天啟(Wiscloud)成立于2007年,擁有一流的研發設計團隊,始終堅持自主創新,公司擁有自主知識產權的嵌入式操作系統,Wiscloud nebula protocol(星網自動組網協議),WisOS云計算操作系統,為用戶提供全球領先的物聯網、云計算、游戲等軟硬件產品及平臺服務,主要產品有:
物聯網&云計算
基于云計算核心的工業自動化控制設備及云計算控制平臺;
基于云計算核心的自動化節能控制設備及云計算控制平臺;
基于云計算核心的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的無線自組網觸摸開關;
全球領先的無插件多人實時網頁/手機游戲平臺。
“云”是公司產品的“代言人”,所有產品都是基于云計算核心。
公司網址:http://www.fc-qxk.com/
(二)硬件基礎
星云天啟擁有功能完備的大型云計算數據中心,采用先進的網絡框架設計,電信、聯通、移動千兆光纖接入,目前存儲能力已達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,保證了數據不會丟失,當一個數據中心發生故障時,異地的數據中心會立刻將工作進行替換,確保我們穩定的服務;多臺在線式大功率智能UPS可提供48小時以上的后備供電設備發電機;同時數據中心有幾十臺小型機、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力,災難應對和恢復力,能為用戶提供高速、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、功能齊全、性能穩定、節約成本的原則。并綜合考慮施工、維護及操作因素,并將為今后的發展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。本系統設計內容是系統的、完整的、全面的;設計方案具有科學性、合理性、可操作性。其具有以下原則:
1、先進性與適應性
系統的技術性能和質量指標達到國際領先水平;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,適合中國國情和本項目的特點。該系統集國際眾多先進技術與一身,體現了當前計算機控制技術與計算機網絡技術的最新發展水平,適應時代發展的要求。同時系統是面向各種管理層次使用的系統。其功能和配置以能給用戶提供舒適。安全、方便、快捷為準則,其操作應簡便易學。
2、經濟性與實用性
充分考慮用戶實際需要和信息技術發展趨勢,根據用戶現場環境,設計選用功能和適合現場情況、符合用戶要求的系統配置方案,通過嚴密、有機的組合,實現最佳的性能價格比,以便節約工程投資,同時保證系統功能實施的需求,經濟適用。
3、可靠性與安全性
系統的設計具有較高的可靠性,在系統故障或事故造成中斷后,能確保數據的準確性、完整性和一致性,并具備迅速恢復的功能,同時系統具有一整套完成的系統管理策略,可以保證系統的運行安全。
4、開放性
以現有成熟的產品為對象設計,同時還考慮到周邊信息通信環境的現狀的發展趨勢,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后技術的發展和使用的需要,具有更新、擴充和升級的可能。并根據今后該項目工程的實際要求擴展功能,同時,本方案在設計中留有冗余,以滿足今后的發展要求。
6、追求最優化的系統設備配置
在滿足用戶對功能、質量、性能、價格和服務等各方面要求的前提下,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余地,以便在系統中改造新的控制點;系統中還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的發展和新技術的應用。
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、準確及可靠。本系統通過中央控制系統對各子系統運行情況進行綜合控制,時時動態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,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、星云天啟基于云計算核心的物聯網路燈遠程節能自動化控制能夠將多達幾十萬臺的控制終端同時連接到云計算中心,可以在同一平臺下對多個地區、多個控制點的路燈進行集中控制,更能夠進行大范圍綜合計算與綜合控制。
2、智能傳感器精確檢測
智能傳感器的核心采集探頭采用電化學探頭,具有精度高并實時顯示數值,使用時間長,不易老化等特點;智能傳感器具有上下限設置功能,能夠自動發出聲光報警, 具有上下限輸出開關,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
1、在線監測和遠程控制
可以在線查看、查詢、獲取各種模擬設備和開關的最新數據、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內,按照固定的周期進行數據采集)。智慧環保云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,能夠對監測現場設備進行遠程啟動、設定工作時間、調整工作周期、數據二次查詢等遠程操作,并將分析結果和設備運行日志記錄于環保云計算中心中。
智慧環保云管控平臺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:斷線報警(包括設備故障報警)、超標報警、開關設備報警和異常情況報警?梢造`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送到指定的手機;短信報警(數據報警,斷線報警,開關設備報警,監測儀器報警);批量配置企業的報警數據;自寫短信,自定義短信的內容和發送對象。
4、查詢統計
所有數據都保存智慧云計算數據中心,并提供多種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、匯總值等分析處理功能。提供統計各類監測數據功能,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。
5、分析報表
對于企業的排放匯總數據按指定的時間段進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
監控源管理以企業為單位,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態添加排污口,采集儀,星云天啟各種傳感器,各種模擬設備和開關設備的添加,并可以指定模擬設備的標準數值和報警的上下限。
7、數據標記和剔除
特定的職能管理部門通過云計算數據中心審查分析數據的過程中,對于已經確認異;驘o效的數據能夠進行手動標記或剔除操作。對于任何的標記或剔除操作,系統自動記憶,作為日志備查。
8、系統管理
通過智慧云管控平臺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,在監控中心電視墻等終端上顯示,并通過智慧云管控系統網絡來實現圖像的傳輸、顯示、存儲、回放等功能。