物联网应用支撑平台白皮书20120806.docx

物联网应用支撑平台1 平台概述物联网概念的提出已经有十余年的历史，并在世界范围内引起越来越高的关注。在国内，随着政府对物联网产业关注和支持力度的显著提高，物联网已经逐渐从产业愿景走向现实应用。物联网应用支撑平台是我公司针对智慧城市物联网应用的关键需求与典型应用，在综合研究物联网智能传感与感知技术、计算机控制技术、物联网海量数据采集、存储与处理技术、决策分析技术的基础上，开发出的基于云计算的、面向智慧城市的物联网应用支撑平台。平台作为以业务导向和驱动的可快速构建应用软件的软件平台，它采用全新理念，在物联网、泛在计算等信息技术基础上，突破大规模运行数据的实时处理关键技术，建立多业务环境下物联网海量信息应用支撑和管理平台，对物联网各领域管理活动进行全方位、多层次、多维度的跟踪监控，同时支持运行和状态数据的整合和共享，并可形成面向政府管理、社会民生、经济发展各方面的多源运行数据资源体系，并通过监测进行分析、数据处理，对事件和事故进行应急处理，有效保障物联网各领域高速、健康运行，并逐步支持物联网各领域的智能化管理、智能化服务和智能化生活，最终迈向智慧城市。2 重点解决的问题1) 解决统一接入的问题l 面临的问题: 无法按照统一的标准规范，接入和转换来自各种异构系统和终端的数据。 l 解决方案: 通过平台中开放的标准化控制网关屏蔽各控制系统、物理设备的差异性，使管理系统可以通过统一、开放的接口访问现场设备数据。 2) 解决数据处理的问题l 面临的问题: 很难从海量数据中，迅速的处理和分析出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求。 l 解决方案: 本平台可以从终端获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据以适应不同用户的不同需求。3) 解决数据展现的问题l 面临的问题: 无法模拟现实场景，并以3D形式展现监控对象的实时状态和位置。 l 解决方案:数据通过本平台可以的HMI以3D图形（ SVG可缩放的矢量图）、动画、GIS、报表等形式展示，用户能够更直观和准确的了解监控对象的运行情况。 4) 解决策略联动的问题l 面临的问题: 无法提高系统协调性，无法实现各子系统之间协同动作和联动策略通知，从而提升整体智能化水平。 l 解决方案: 本平台可以根据需要灵活地设置报警规则和控制执行策略规则。系统提供GSM/GPRS短信、e-Mail、网页等多种报警发送机制，根据联动规则执行视频联动，并对报警提供数字预案辅助处理功能。 5) 解决决策控制的问题l 面临的问题: 无法通过从终端获取的数据进行决策，也无法实现远程监视、自动报警、控制、诊断和维护 。 l 解决方案: 本平台通过终端数据进行决策，改变对象的行为进行控制和反馈，使管理者和维护人员随时通过网络进行全面有效的实时监控和管理。 6) 解决快速搭建的问题l 面临的问题: 一般工程都面临周期长、投入大、质量低、维护难的问题。 l 解决方案: 本平台提供一系列的开发工具和监控管理工具，使行业信息化只专注于业务目标，缩短了项目周期，降低了系统开发的复杂度。 3 平台架构平台是城市物联网应用的核心支撑平台，如下图所示，平台提供了第三方集成服务、接入服务、交换共享服务、基础服务集等支撑能力；也提供了组态应用、实时监控、趋势分析、报警预案、任务排程、视频监控等基础功能，以及开发工具、配置工具和应用模板集，为智慧城市物联网应用提供强大、稳定的物联网业务运行支撑环境，并可作为快速构建应用软件的软件平台支撑物联网应用开发，进而帮助客户在最短的周期内、以最低的成本、构建最优的物联网应用系统。系统构架图平台的应用可对智慧城市物联网建设起到了承上启下的核心支撑作用，对下可以接入多种行业硬件终端，对上可以支持多种行业应用，旨在把各种垂直的或孤立的物联网应用整合成一个融合的应用网络体系，如下图所示。应用体系图在平台上进行物联网应用建设，各行业应用可以在数据和业务层次进行不同程度的融合，可以高效地整合电信能力、IT能力以及行业能力，全面实现智慧城市物联网应用的互联互通和智能处理。4 平台功能1) 应用支撑服务l 第三方集成能力l 接入服务能力l 基础服务能力l 交换共享服务能力l 云服务能力2) 基础功能l 组态应用l 实时监控l 趋势监控l 历史分析l 任务排程l 报警预案l 巡检维护l 视频监控3) 工具集和模板l 应用基础模板：交通、 建筑、消防、 家居、环保、 水利、物流、卫生、城管、应急、安防、安监、工业、农业l 工作流建模l 报表建模l ETL建模l OLAP建模l HMI界面组态l 业务逻辑开发/规则组态l 通信网关SDKl Framework（业务基础构件库，Dashboard，WAP支持）l Protal（标准化、可配置、个性化界面门户框架）l 应用模拟及测试工具5 平台优势l 全面支持业界主流接口 支持OPC、DDE、ODBC等标准化通讯接口，对业界主流终端可实现快速接入；对于非主流接口，提供接口二次开发工具，可以方便地开发驱动，与其它非标准系统接口建立通讯连接。 l 提供灵活丰富的HMI展现能力 基于网络分布式协作的灵活SVG矢量图互动组态功能，丰富的可扩充图库支持，所见即所得的开发环境, 依托Illustrator的矢量图编辑功能可以使组态图形的绘制变得轻松且易于培训。 l 大幅提升应用智能化水平基于告警服务和规则引擎，可按需求设置报警规则和控制执行策略，以实现多种报警发送机制，根据联动规则执行联动策略，并实现对监控对象的远程控制。 l 实现5A级应用访问实现5A（Anytime, Anywhere, Any device, Any network，Any data），无论身在何处，都可以实时地通过网络在线监控现场的情况，处理现场的异常状况，使维护工作变得及时、高效，并降低了工程维护成本。 l 提供动态分析决策支持 可以满足企事业单位的报表、日报表、月报表的查询需求，可以快速地收集和显示所关心的现场设备数据。通过很短的时间即可定制生成需要的报表。 l 拥有较高的安全性保障 提供身份认证、权限控制、信息保密、确保数据完整性等一整套安全保障体系，保证了个性化使用的安全性。 6 应用解决方案平台实现了智慧城市“管控营一体化”和“高效、安全、节能、环保”的目标，其功能适用的领域广泛，如：写字楼、体育场馆、会展中心、供热、供暖、供电等市政系统，交通，连锁店(加油站)，水利，矿山，农牧(养殖场)、工控行业（石油、化工、制造业），能源环境等，以下为平台应用的典型解决方案：6.1 智慧物流针对交通物流领域企业运输管理的物联网信息化解决方案，基于本平台结合移动公司的GPRS 、短信网关等通信资源，为用户提供以车辆定位和条码扫描为基础的多种服务。具体功能包括车辆定位、货物跟踪、调度管理、短信通告、摄像监控、温度监控、卸料监控、超速疲劳驾驶等多种报警、报表统计等。 主要面向的是政府交通管理部门、物流公司、客运公司、汽车租赁企业、生产制造企业和销售企业的运输部门、政府机关公务用车等。6.2 智能楼宇智能楼宇信息集成系统的目标是基于本平台对楼宇辖区内所有设备进行全面有效的监控和管理, 并提供报警和联动功能，确保大厦内所有设备处于安全、高效、节能、最佳运行状态。可广泛应用于体育场馆、写字楼、会议中心、酒店、医院、小区等现代建筑。它不仅能够有效地集成辖区内的智能建筑设备、子系统，还能有效地整合办公自动化、网络自动化信息系统，实现各个子系统之间的互联、互操，实现建筑控制网络与办公信息网络一体化，解决好各类设备、各个子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件之间的差异性，共同组成一个完整协调的集成系统，做到优化管理、控制、运行，便于维护，创造节能、高效、舒适、安全的建筑环境。6.3 智慧安防安防集成系统将基于本平台构建一个结构合理、性能良好、安装可靠的统一平台，将各种智能系统都作为子系统纳入其中，通过数据接口、控制接口和底层的第三方的软件结合来对设备进行直接和间接的控制，同时通过平台强大的数据交换能力和协同工作能力使得已经建设及未来即将建设的各个子系统可以很好的协同工作，实现子系统间的系统集成、功能集成、网络集成及软件界面集成，并实现它们与平台的无缝对接。这样一来，管理人员对园区的安防控制工作可在统一的人机界面环境中进行，从而实现集中与分布相结合的监视、控制和综合管理功能，最终起到提高整体安防运营管理水平的作用。6.4 智慧安监智慧安监系统基于本平台综合运用了现代计算机技术、自动化控制技术、通讯技术、传感器技术、人机交互技术的最新成果，实现了对企业场所内危险源浓度情况进行集中监控与管理，可为安全监管领域提高现代化管理水平、提高调度及应急响应能力、实现设备及时维护、提高整体工作效率提供技术保障。6.5 智慧消防消防报警监控系统基于本平台为与消防有关的各项信息建立数据库，并进行维护、综合管理，包括：消防地理信息、气象信息、消防水源信息等,能够实时监控建筑物内部的环境，消除发生火灾的隐患；另一方面，即便发生了火灾，也能够及时的发现和扑救，把火灾造成的损失限制在最小范围内。其建设目标就是为突发消防事件提供及时上报、及时确定着火点、实现火情实时监控、对火灾现场数据进行统计分析等服务，从而大大提高火灾的处理效率和质量。6.6 智能工业系统基于本平台实现与DCS、PLC、SCADA、常规仪表等控制系统的无缝连接。此系统把企业的控制系统与管理系统相结合，使企业的生产管理达到一个新高度。在企业优化资源配置的基础上，进一步集成企业生产信息，以建立网络环境下企业级生产信息的架构和应用平台。系统可以将现场的控制系统和办公室里的管理系统进行连接，通过采集控制系统中的实时数据，使管理者在办公室里就可以监测到现场的生产情况以及设备的运转情况，并可对取得的实时数据进行分析、优化，从而为保证生产设备的正常运转、降低生产成本、提高工作效率、获取更大效益提供重要依据；同时，它还可以向企业的管理系统提供数据接口，成为企业现代化管理的重要组成部分。6.7 智慧市政智慧市政应用基于本平台构建在城市原有电子政务等基础设施之上，利用先进的电子信息技术，以互联网、专有网络、3G等无线移动通信技术为信息传输交互平台，以数字化的空间地理信息为基础，结合GPS等移动定位技术、数字通信技术和计算机软硬件技术等手段，为城市管理提供音、像、图、文等多位一体的数字化城市管理平台，实现针对城市部件的检查、报警、紧急事件处理、指挥调度、督察督办等管理功能。可广泛应用于供热、供气、供电、供水、照明管理等领域。6.8 智慧水利智慧水利基于本平台综合运用全数字摄影测量、地理信息系统、全球定位系统、通讯技术、传感器技术、自动化检测技术的最新成果，实现了对水资源的数学建模、水资源实时监控管理、流域生态环境规划管理、防洪减灾决策支持、水旱灾害统计办公自动化、墒情实时监测及抗旱信息管理。为水利部门实现水文信息远程监测、防洪减灾决策支持、灾情应急管理与实施提供了高效的管理手段，是水利及相关部门提高管理水平必不可少的水资源实时管理智能工具。核心功能在于其对城乡水资源进行统一管理，对辖区范围内防洪、水源、供水、用水、节水、排水、污水处理与回用以及农田水利、水土保持乃至农村水电等涉水行政事务的统一管理。6.9 智慧环保智慧环保基于本平台为环保部门提供了一整套环境监察管理的解决方案，该方案提供了多功能于一体的动静态相结合的环境管理监控体系，实现了环境管理的自动化、网络化、信息化。根据各级环保局的实际需要，在系统构架的设计上充分考虑到“环境综合信息系统”的长远发展需求，统一规划、统一布局、统一设计。在“环境综合信息系统”的实施上，根据实际需要，分期配置，分期实施，逐步扩展，以保证系统的完整性。环境综合信息管理系统包括污染源在线监控系统、视频在线监控中心、环境应急预案指挥系统等模块。6.10 智慧农业智慧农业基于本平台针对设施化农业生产环境下,可调控因素多、经济附加值高、自动化信息化水平低的现状，充分利用物联网技术，实时了远程获取环境各种参数指标（空气温湿度、土壤温湿度、CO2浓度、光照、视频和室外小气候信息等），进而通过模型分析、自动调控系统环境、控制灌溉和施肥作业等功能、同时发布预警信息，实现生产环境的集约化、网络化远程管理，充分发挥移动GPRS通讯、联通3G通讯和物联网无线射频RFID技术等在推进农业生产智能化与信息化过程中的作用。通过精细和动态监控的方式，来