三维可视化智能物联网管理平台设计

1、三维可视化智能物联网管理平台设计三维可视化智能物联网管理平台技术方案二一二年八月名目一、概述 (3)1.1工程背景 (3)1.2建立系统的意义 (4)1.3设计根据和参考资料 (5)二、系统特点 (5)三、设计原那么 (6)3.1牢靠性 (6)3.2先进性与合理性 (6)3.3开发性 (6)3.4可扩展性 (6)四、系统总体构架 (6)4.1系统整体框图 (6)4.2系统讨论内容 (7)五、系统组成 (8)5.1软件组成 (8)5.2 硬件组成 (9)5.3 软件功能 (10)5.4 开发环境 (14)5.5 系统报价 (14)一、概述1.1工程背景物联网是指通过信息传感设备，根据商定的协议，

2、把需要联网的物品与网络连接起来，进展信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪监控和管理的一种网络，它是在网络根底上的延长和扩展应用。物联网是被称为继计算机、互联网之后世界信息产业进展的第三次浪潮。有业内专家认为物联网一方面可以进步经济效益，大大节省本钱，另一方面可以为全球经济的复苏供应技术动力。目前，美国、加拿大、欧盟、日本、韩国等都在投入巨资深化讨论探究物联网，并启动了以物联网为根底的“才智地球、“u-japan、“u-korea、“物联网行动方案等国家性区域战略规划。我国把进展物联网已经提到国家的战略高度，它不但是信息技术进展到肯定阶段的晋级需要，同时也是实现国家产业构造调整，推动产业

3、转型晋级的一次重要契机。2010年9月，国务院关于加快培育和进展战略性新兴产业的打算发布，新一代信息技术、节能环保、新能源等七个产业被列为中国的战略性新兴产业，将在今后加快推动，其中物联网技术作为新一代信息技术的重要组成局部，更是在近一年里受到政府、企业和科研机构的大力支持。当前，世界各国的物联网根本都处于技术讨论与试验阶段，物联网相关技术讨论还处于起步进展阶段，在物联网根底讨论和技术开发等方面还面临很多挑战。物联网涉及到的关键技术领域许多，包括rfid识别技术、泛在传感技术与纳米嵌入技术、ipv6地址技术以及等。从软件的角度来看，物联网软件技术讨论方面也是处于起步阶段，尤其是根底软件的讨论均

4、处于探究阶段。面对物联网所带来的大数据量、数据时效性高、平安与隐私性要求高等挑战，人们也在不断地探究亲的解决方法。在物联网系统中，由于传感器节点及采样数据的异构性，根底软件显得尤为重要。物联网根底软件不仅屏蔽了各类传感器硬件及数据的差异，实现了物联网节点及数据的统一处理，而且实现了海量物联网节点之间的协同工作，从而大大简化了物联网应用程序的开发。我们以动态位置感知类应用为例，相关的传感器可以包括gps传感器、rfid传感器、手机定位传感器等，这些不同类型的传感器通过根底应用接入程序，可以被统一的后台物联网数据库系统管理。在物联网系统中除了传感器数据异构性的特点，还有另一个重要特点是物联网系统的

5、多样冗杂性，我们知道物联网是一个综合性且浩大的冗杂系统，它包括不同用处的物联网子系统，例如智能楼宇中包括门禁系统、视频系统、消防系统、电力系统等，而这些系统各自分散独立，并没有一个统一的管理平台。目前常规的物联网管理主要是以人工管理为主，各个物联网系统各自分散独立，没有有效的管理工具，以致于造成各个物联网系统之间信息不透亮、不共享；随着物联网的进展，急需一个便捷有效的管理方式对其进展掌握和管理，实现物联网系统之间信息透亮。目前，国内外针对物联网管理的相关方案，并无特地的针对性通用软件平台支持，产品化程度比拟低。同时通过对目前的物联网管理软件市场进展分析可以发觉，目前很成熟的软件产品还比拟少，特

6、殊是通用的软件管理平台产品还是一个空白。本工程正是针对我国物联网市场的这种迫切的需求而开发的，它供应了运用三维技术实现物联网管理需求的平台。该系统直观真实地在三维场景中展现物联网各种终端设备，实时显示设备的属性状态，同时可以响应用户的各种恳求，实现远程掌握等要求，最终实现物联网一站式管理，进而构建成高清、实时、全面的智能物联网。1.2建立系统的意义真实场景与环境的复原力量：系统对于真实场景与环境的复原功能具有非常重要的现实意义，但凡与物联网进展方向亲密相关的行业和领域无疑都需要更加直观有效的监测和管理系统，特殊是在高危地区和大场景规划的时候，简洁的静态摄影图片并不能清楚真实的表现出实际的环境，

7、而三维可视化智能物联网那么具有超强的原始环境复原力量。降低维护本钱：系统可以精确监测物联网中各种设备的故障类型，对可以进展远程维护的设备可以节约人工到现场的维护费用，进而降低了修理本钱。而对于其他故障的设备在已经知道了故障的地点和状况下，可以缩短到达修理地点的时间、进步检修效率，降低维护本钱。实现科学管理：系统主要用于需要对各类物联网系统进展有效管理的行业。将现有的物联网管理改造为三维可视化方式，进而更直观，有效地实现对物联网系统中各种终端硬件设备的管理。1.3设计根据和参考资料设计主要根据为：gb8566 计算机软件开发标准gb/t12504 计算机软件质量保证方案标准二、系统特点1、采纳统

8、一的设备接口平台：针对物联网各种硬件设备的接入，系统供应了具有良好开放性和扩展性的中间接口平台。采纳通用的统一的标准，为用户如今以及将来可能的系统供应接口支持。2、实时检测，远程报警监控：系统采纳定时监测手段，7x24不连续远程监测物联网设备的运行状态，并对故障设备施行报警监控。3、三维场景模拟，专业准确诊断：系统运用虚拟现实技术实现物联网场景的虚拟仿真，直观真实地在三维场景中展现物联网的各种设备，实时显示设备的运行状态，同时可以响应用户的各种恳求，实现远程掌握等要求。4、应用广泛系统可广泛适用于我国多个行业。依据用户规模和功能需求的不同，可以分别面对更加细化的市场客户，以满足不同类型客户的需

9、求。系统应用领域包括交通、医疗、农林、电力、矿产、石化、物流、医疗、卫生、安防、家居、旅游、军事、市民生活等等。三、设计原那么3.1牢靠性由于系统的效劳于物联网中设备的监控，为了保证设备检测数据的稳定和连续性，必需充分考虑系统的牢靠性。要求监控系统可以长期稳定地运行。3.2先进性与合理性软件及硬件构成均符合相关标准，整个系统应是目前国内最先进的，并在一段时期内处于国内较为先进的程度。同时，系统设计时以合理性为原那么，不盲目追求先进性，从而造成的华而不实、铺张资金，降低牢靠性。3.3开发性系统采纳标准化设计，严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准，确保系统之间的透亮性和互通性，并充分考虑与其它监

10、控系统的连接。3.4可扩展性系统软件采纳组态化设计，使得系统功能的完善和扩展、晋级均不必转变现有系统框架。四、系统总体构架4.1系统整体框图系统采纳先进的虚拟现实技术、互联网技术、传感器技术等，以物联网的应用层动身，通过物联网终端设备数据源采集和掌握接口引擎实时采集各种传感器等微设备的终端数据，以特定数据分析引擎进展分析处理，再以图表、文字、虚拟现实等方式进展展现；同时响应用户的各种恳求，实现远程掌握等要求，最终实现物联网一站式管理，进而构建成高清、实时、全面的智能物联网。系统硬件构造如图1：图14.2系统讨论内容系统主要讨论内容包括：物联网终端设备数据采集和掌握接口，数据管理，三维数据虚拟仿

11、真渲染。系统软件构造参见图2：图2物联网终端设备数据源采集和掌握接口是系统关键技术，系统研制了统一的物联网终端设备接口，集成了物联网设备与三维可视化智能物联网管理平台的多种连接方式。数据管理是对各种数据进展有效的管理，其中包括设备、模型、日志、用户等信息。三维数据虚拟仿真渲染是对某些特定的设备信息在三维场景中进展仿真效果渲染，从而到达直观逼真的效果。五、系统组成系统由软件和硬件两大局部组成。5.1软件组成三维可视化智能物联网管理平台运用建模工具建立物联网传感器三维模型，以及相应的场景三维模型，运用数据库技术将所涉及的设备信息、系统信息等进展管理，运用虚拟现实技术实现对某些特定的设备信息在三维场

12、景中进展仿真效果渲染。系统框架采纳多层架构构造，其中包括物联网设备硬件层，物联网设备数据采集处理掌握层，数据层，三维场景表现层。物联网设备硬件层包括可以接入系统管理的全部物联网硬件设备，例如安防系统的监控设备、门禁设备、人员定位设备、红外监控设备等。物联网设备数据采集处理掌握层是实时采集接入系统的设备信息，并储存在数据库中，同时可以发送到三维场景中。数据层是用来存储各种管理信息，包括设备、模型、日志、系统管理等。三维场景表现层是将接入系统管理的全部物联网硬件设备信息运用三维的方式实时呈现出来。系统软件框架图参见图3：图3系统软件主要包括物联网终端设备数据采集和掌握接口模块，数据管理模块，三维数

13、据虚拟仿真渲染模块。物联网终端设备数据采集和掌握接口模块实时采集全部监控设备的状态信息，并将信息储存在数据库中。数据管理模块是对各种数据进展有效的管理，其中包括设备、模型、日志、用户等信息。三维数据虚拟仿真渲染模块是对某些特定的设备信息在三维场景中进展仿真效果渲染，从而到达直观逼真的效果。5.2 硬件组成三维可视化智能物联网管理平台硬件局部包括：门禁掌握器、摄像仪、高清网络摄像仪、视频分析仪、人员定位分站、红外分析仪、扫描枪、液位探棒等。1门禁掌握器：门禁掌握信息与现场相关区域摄像机在软硬件方面形成联动掌握，当有人刷卡进入大门时，摄像机将进展视频传输，在掌握中心的工作人员可即时看到进入大门的人

14、员状况。2摄像仪：一般配置的摄像仪，与视频分析仪相连。3视频分析仪：是用来实时监控分析三维场景中预定平安规章的执行状况，当有违背平安规章的大事发生后，系统软件就调出现场场景的实时视频，以便管理人员进展平安测判，并实行相应的平安处理。4高清网络摄像仪：针对用户的需求需要监控某些特定计算机，当操作人员操作计算机时可以记录下来操作的具体内容，包括在计算机屏幕上输入字符内容，需要有一种高清摄像机可以记录并能清楚分辨出操作人员的屏幕输入内容，采纳在高清监控系统市场居领导地位的供给商avigilon的产品高清网络摄像仪，该产品是目前世界安防视频监控行业中清楚度最高、图像信息保存最完好、传输带宽最小的产品。

15、该产品特点是可以同时对全局和部分同步监控，并且保证清楚度；只传输需要扫瞄的局部图像数据，降低带宽用法率；依据不同监控需求选择适宜的摄像机，更有千万级别像素的摄像头保证图像质量和监控范围。5人员定位分站：采纳目前国际上先进的rfid无线传输技术，可以实时跟踪到人员的位置。6红外分析仪：是用来监测三维场景入侵报警。7扫描枪：是用来扫描条形码的信息。8液位探棒：是用来探测液位的高度。之所以采纳上述多种物联网硬件系统，是为了验证软件平台的可行性。5.3 软件功能5.3.1场景导航场景导航：供应在场景中随便遨游，可以远视或拉近观测仪器模型，可以全景观测台站场景，或犹如实地体验地走进台站房屋中，模拟体验场

16、景环境。场景遨游5.3.2 设备监控设备监控：系统从数据库中读取监控设备实时状态信息，并在三维场景中的模拟仪器运行状态，同时可以响应用户的各种恳求，对设备进展远程掌握。仪器实时状态显示仪器掌握5.3.3故障报警故障报警：系统从数据库中读取设备实时状态信息表，并在三维场景中的模拟设备运行状态，当设备状态为故障时，给与报警提示。仪器故障报警5.3.4安防功能安防功能：通过视频分析仪实时监控分析现场场景中预定平安规章的执行状况，当有违背平安规章的大事发生后，系统软件就实时报警，并调出现场场景的实时视频，以便管理人员进展平安测判，并实行相应的平安处理。通过高清网络摄像仪监控特定计算机，运用高清摄像机记录并能清楚分辨出操作人员的屏幕输入内容系统还供应通过红外分析仪设备实现台站本地