政务物联网基础平台建设方案

中科软科技股份有限公司 政务物联网特点 技术层面 1、自发为主、尚未规范 技术层面多样：无线短距网、现场总线、实时数据库五花八门 政务物联网特点 技术层面 名称 应用 发起人 AS-i 广泛应用于各种工业领域 AS-i社团组织 Bacnet 楼宇自控网络、暖通空调系统。 ASHRAE CAN 工业自动化、控制设备、交通工具、医疗仪器，建筑、环境控制等 BOSCH ControlNet 航空、国防 Rockwell Automation DeviceNet 加工制造业 OpenDeviceNet Vender Association Dupline 建筑自动化、配水、能源管理、铁路 Carlo Garazzi FF(Foundation Fieldbus) 冶金、石油、化工、医药 现场总线基金会 HART 现场智能仪表和控制室设备 Rosement Interbus 制造业和机器加工行业 Phoenix Contact Lonworks 楼宇自动化 Echelon ModBus 电梯系统、 冷水机组、热交换、变配电系统等运行状态，故障监视等 Modicon P-NET 食品、饲养、农业等 Process-Data Profibus 冶金、石油、楼宇自动化 Siemens SwiftNet 飞行测试、飞行模拟 SHIP STAR 协会 名称 特点 发起人 Bluetooth 低成本近距离设备资源共享 爱立信 HiperLAN 高速数据传输、面向链接、移动性好 ETSI HomeRF 为家庭用户建立具有互操作性的语音和数据通信网 美国家用射频委员会 Insteon 结合无线和电力传输的双重网孔技术，经由家庭电缆线射频信号通信传输 Smarthome IrDA 通信速度达 4Mbits 国际红外数据协会 NFC 触控式解决方案 飞利浦和索尼 RFID RF频段属于 RF无线网状网 Auto-ID EPCglobal等 UWB 传输速度快，空间容量大，功耗低 Intel Wifi IEEE802.11b协议，传输速度快，有效距离长 Wi-Fi联盟 WiMax IEEE802.16协议 ,传输距离更远，更高速宽带服务 WiMAX Forum Z-wave 基于射频的低功耗，高可靠性，速度 9.6Kbit/s Zensys Zigbee IEEE 802.15.4低频无线网络标准的无线技术，有效范围 50m 支持最高数据传输 250Kbit.s IEEE802.15工作组 无线短距网 现场总线 -有线短距网 政务物联网特点 业务层面 2、有所应用、未成体系 业务层面多样：各自具有相对独立的监测系统和业务应用 政务物联网特点 智能层面 3、监测类多、智能类少 仅能对已有资源进行监测，多来源的关联性较少 政务物联网特点 平台特性 传 感 层 （ 各 单 位 的 监 测 设 备 ）网 络 层 （ 政 务 网 与 互 联 网 ）应 用 层监 测 类 应 用 监 测 类 应 用 监 测 类 应 用物 联 网 平 台物 联 网 综 合 应 用应用层政务物联网平台是用于物联网信息流转、汇聚和处理的应用平台 目前阶段的政务物联网综合应用主要是提供对各类不同信息的统一监控 政务物联网特点 平台特性 物联网平台 SOA体系 + E-C-A模型 监测类应用 监测类应用 监测类应用 物联网综合应用 物联网综合应用 E事件 E事件 E事件 C规则 A动作 C规则 A动作 高实时 松耦合 含语义 政务物联网特点 平台特性 E-C-A模型是主动数据库系统中的核心概念，此处将 E-C-A模型结合 SOA的框架结构放大到业务协同中。 E-C-A规则由事件、条件、动作组成： 其中事件主要由监测类应用提供。 规则的基本运作方式是一旦系统检测到相应规则事件发生，就在特定时刻检查规则条件，若满足则执行相应的动作。规则和事件由物联网综合应用执行（如基于物联网平台的应急指挥系统、烟花爆竹预警系统等）。 政务物联网特点 平台特性 高实时 政务物联网特点 平台特性 松耦合 政务物联网特点 平台特性 含语义 应用场景与问题 物联网应用场景 烟花燃放应急监测业务 发生火灾事故 事故 发生单位、群众、 突发事件当事人 安监、行业主管部门 烟花爆竹应急指挥部门 通过网络、电话等方式报告 接警并上报 应急指挥中心 具体应急处置工作单位 应急响应 指挥协调和应急处置 周边情况的监控 周边应急物资和人员的监控 烟花燃放应急监测系统 次生衍生灾害的监控 应用场景与问题 物联网应用场景 1、周边情况的监控 通过烟花燃放应急监测系统可以查看周边的环境监测设施 气象站点 坐标 地址 气象要素 型号 123001203 37 47 40.07 N,122 16 59.52 W 北京市丰台马家堡 环境温度、相对湿度、露点、风向、风速 4SAsad 123001204 37 47 40.07 N,122 16 59.53 W 北京市西城区二龙路 风向、风速、大气压力 4SAsad 123001205 37 47 40.07 N,122 16 59.54 W 北京市东城区雍和宫大街 风向、风速、大气压力、紫外辐射、二氧化碳、黑球温度 4SAsad 事件：烟花爆竹火情 监测对象：花炮销售点 监测对象：固定气象站 监测对象：消防车辆 监测对象：油储罐 服务：风向风速 服务：位置信息 服务：温度过高 应用场景与问题 物联网应用场景 1、周边情况的监控 可以查看具体监测对象当前测量的指标 测量时间 坐标 监测要素 单位 数值 2010-9-19 14:22 37 47 40.07 N,122 16 59.52 W 环境温度 35 2010-9-20 0:00 37 47 40.07 N,122 16 59.52 W 风向 15 2010-9-21 0:00 37 47 40.07 N,122 16 59.52 W 风速 m/s 25 2010-9-22 0:00 37 47 40.07 N,122 16 59.52 W 大气压力 hPa 900 事件：烟花爆竹火情 监测对象：花炮销售点 监测对象：固定气象站 监测对象：消防车辆 监测对象：油储罐 服务：风向风速 服务：位置信息 服务：温度过高 应用场景与问题 物联网应用场景 1、周边情况的监控 进一步查看监测要素的统计分析数据 事件：烟花爆竹火情 监测对象：花炮销售点 监测对象：固定气象站 监测对象：消防车辆 监测对象：油储罐 服务：风向风速 服务：位置信息 服务：温度过高 二氧化硫浓度 二氧化碳浓度 大气压力 固体可燃物含量 应用场景与问题 物联网应用场景 2、次生衍生灾害监控 通过烟花燃放应急监测系统可以对周边的重大危险源发生预警事件随时监控 编号 坐标 地址 储罐温度 预警 123001203 37 47 40.07 N,122 16 59.52 W 北京市丰台马家堡 50 温度过高 事件：烟花爆竹火情 监测对象：花炮销售点 监测对象：固定气象站 监测对象：消防车辆 监测对象：油储罐 服务：风向风速 服务：位置信息 事件：温度过高 油储罐温度 应用场景与问题 物联网应用场景 3、周边应急物资和人员监控 通过烟花燃放应急监测系统可以对周边的应急车辆调动进行监控 位置坐标 监测时间 车号 单位 37 47 40.07 N,122 16 59.52 W 2010-9-19 14:22 京 ODIN1239 XX消防中队 37 47 40.07 N,122 16 59.52 W 2010-9-20 0:00 京 ODIN1239 XX消防中队 37 47 40.07 N,122 16 59.52 W 2010-9-21 0:00 京 ODIC1239 XX消防中队 事件：烟花爆竹火情 监测对象：花炮销售点 监测对象：固定气象站 监测对象：消防车辆 监测对象：邮储罐 服务：风向风速 服务：位置信息 事件：温度过高 应用场景与问题 需要解决的问题 1、物联网的业务应用模型如何对应到监测内容？ 应急指挥、城市管理、安全生产监督、环境监控等业务应用的模型如何对应到具体的监测内容？（需要哪些感知对象和要素） 2、如何根据监测内容找到对应的信息资源 新建的物联网应用平台目前具有哪些可以监测的对象和要素、又有哪些信息资源及服务能够提供对这些监测对象和要素提供信息。 3、信息资源如何进行获取？ 业务系统如何通过服务获取到信息资源 突发公共事件应急方面 应用场景与问题 需要解决的问题 1、物联网的业务应用模型如何对应到监测内容？ 经济监管方面 园林绿化方面 环保监测方面 突发公共事件主题目录 应用场景与问题 需要解决的问题 1、物联网的业务应用模型如何对应到监测内容？ 经济安全事件主题目录 园林绿化主题目录 环保监测主题目录 围绕多个业务应用 建立业务或事件的主题目录。 突发公共事件主题目录 应用场景与问题 需要解决的问题 1、物联网的业务应用模型如何对应到监测内容？ 物联网对象元素目录 通过多个主题目录与对象元素目录之间的关联实现业务模型与监测内容的对应。 应用场景与问题 需要解决的问题 1、物联网的业务应用模型如何对应到监测内容？ 主题：烟花爆竹火灾 监测对象：花炮销售点 监测对象：固定气象站 监测对象：应急车辆 监测对象：油储罐 监测要素：风向 监测要素：位置信息 监测要素：油罐压力 监测要素：位置信息 建立主题目录，并将主题目录与物联网对象元素目录进行关联，是 物联网应用系统 接入平台过程中的 第一步 ，标志着业务应用对物联网平台需求 的确认。 应用场景与问题 需要解决的问题 2、如何根据监测内容找到对应的信息资源 对监测对象的监测需求 （业务人员需要了解监测对象的哪些方面信息） 监测对象的具体描述信息 如摄像头的位置、朝向、负责单位、生产厂家 如环保应急车的负责单位、型号 监测对象各项监测要素的当前信息 如环保应急车位置、监测的大气压力等 监测对象各项监测要素的历史信息 如环保应急车监测的每日大气压力等。 监测对象的事件信息 如油储罐的压力过大事件 应用场景与问题 需要解决的问题 2、如何根据监测内容找到对应的信息资源 信息资源目录 基于监测对象的具体信息建立信息资源目录进行描述 业务人员需要了解监测对象的哪些方面信息 监测对象的具体描述信息 如摄像头的位置、朝向、负责单位、生产厂家 如环保应急车的负责单位、型号 监测对象各项监测要素的当前信息 如环保应急车位置、监测的大气压力等 监测对象各项监测要素的历史信息 如环保应急车监测的每日大气压力等。 监测对象的事件信息 如油储罐的压力过大事件 应用场景与问题 需要解决的问题 2、如何根据监测内容找到对应的信息资源 信息资源目录 主题目录 对象元素目录 通过监测对象目录与信息资源目录之间的关联进一步实现与信息资源的对应 面向 1+1+N的整体框架的目录分类 应用场景与问题 需要解决的问题 2、如何根据监测内容找到对应的信息资源 主题：烟花爆竹火灾 监测对象：花炮销售点 监测对象：固定气象站 监测对象：环保应急车 监测对象：油储罐 资源：风向监测 资源：大气污染监测 资源：油罐压力监测 资源：位置信息 由监测服务的提供方部门负责将其监测对象目录与资源服务目录进行关联，当使用方调用时，可通过目录找到系统能够访问的服务。 信息资源目录描述的获取方法 应用场景与问题 需要解决的问题 3、信息资源如何进行获取？ 监测对象的具体描述信息 （应急设施的具体信息等） 监测对象各项监测要素当前信息 （应急车辆的当前位置、测量结果等） 监测对象各项监测要素历史信息 （对可燃物按时间的统计分析） 监测对象的当前事件信息 （油储罐温度过高等衍生事件） 数据库 通过交换落地的 静态数据 获取服务 通过服务总线即 时获取的数据 历史库 推送服务 通过服务总线即 时推送的数据 通过服务总线定期获取数据的存档 信息资源目录中将各类信息资源对应多种获取方法。 应用场景与问题 需要解决的问题 3、信息资源如何进行获取？ 服务名称 服务分类 服务负责单位 服务地址 服务方法说明 WSDL描述 方法名称 方法函数 监测要素 安监局烟花销售情况服务 信息获取服务 北京市安监局 1:8010/wsdl1 获取花炮销售情况 getSale() 购买量 获取花炮销售存量情况 getStore() 存量 气象局气象监测情况服务 信息获取服务 北京市气象局 1:8010/wsdl1 获取风向信息 getWind() 风向 获取风速信息 getSpeed() 风速 环保局大气污染监测情况服务 信息获取服务 北京市环保局 1:8010/wsdl1 获取二氧化硫浓度 getIt() 二氧化碳浓度 消防局车辆位置信息 信息获取服务 北京市消防局 1:8010/wsdl1 获取消防局车辆位置 getpos() 坐标 油储罐温度变化事件 事件推送服务 北京市安监局 1:8010/wsdl1 获取事件消息 getEvt() 服务目录描述资源形态为Web服务方式的信息资源的具体服务地址以及相关方法 部门监测系统 部门监测系统 应用场景与问题 需要解决的问题 3、信息资源如何进行获取？ 本地库 物联网应用 ESB服务总线 服务 物联网应用 物联网应用 本地库 本地库 资源目录 资源目录 资源目录 服务 服务 服务 服务目录 物联网应用系统根据本地资源目录的描述选择本地库或从平台获取数据， ESB总线访问服务目录并获得服务的具体地址 面向1+1+N的整体框架的目录部署 资源的分类聚合对调用过程的优化 物联网环境下系统调用过程的问题 1 不同结构信息难以统一查询、统计、 GIS展示 用户往往在业务需求中需要对危险源的位置和联系人统一查看，对不同来源的温度数据统一进行统计，以及充分利用不同来源的物联网设施进行整体监测、由于来源不同，这些字段的位置并不同样，难以统一查询。 2 物联网环境下来源和数据结构变化快，系统适应困难 物联网应用不仅需要固定化的监控，而是需要不断增加自身的感知能力，新来源和不同的数据结构需要快速的适应到系统中。 3 用户需求多样化，调整系统成本高 随着用户对系统决策能力要求的不断提高，物联网应用需要快速的适应用户的需求，而对于不同来源的信息资源的整合来说，其成本仍然较高。 资源的分类聚合对调用过程的优化 物联网环境下系统调用过程的问题 烟花爆竹批发单位 主要负责人 联系电话 安全管理人员数量 登记注册号 批发单位仓库 仓库名称 负责人 电话 X坐标 Y坐标 仓库摄像头 所在仓库 安装位置 X坐标 Y坐标 高点摄像头 所属街道