基于云的环保物联网V

2012年3月

环保物联网技术交流

目录环保物联网战略价值环保物联网解决方案环保物联网应用案例PAAS物联网“十二五”发展规划污染源自动监控系统是目前全国最大的物联网，要做，但建得还不够，监控范围比较窄、监控还不到位，经常会产生漏监。目前还存在很多缺口，如缺乏高可靠低成本的传感器等。这件事要继续做，加强污染面监控，要鼓励企业自己测。开展面向基础设施和安全保障领域的应用示范。重点支持交通、电力、环保等领域的物联网应用示范工程，推动物联网在重大基础设施管理、运营维护方面的应用模式创新，提升重大基础设施的监测管理与安全保障能力，提升对重大突发事件的应急处置能力。重点领域应用示范工程。智能环保：污染源监控、水质监测、空气监测、生态监测，建立智能环保信息采集网络和信息平台。邬贺铨中国工程院院士国家物联网标准化专家委员会组长物联网什么是物联网顾名思义，物联网三个字中“物”就是物体智能化，“联”就是智能物体的链接，“网”就是网络应用。是智能机器规模化的结果；是监控数据大集中的应用；是传统的工业自控、楼宇自控、仪表自动化、定位监控、视频监控等多源数据的集中、综合分析、智能服务。由感知层、通信层和应用层组成的三层网络体系。感知层：通过各类传感器，获取基础数据；通信层：通过有线、无线等传输网络，传输基础数据；应用层：将采集的基础信息存储在统一的数据中心，进行数据处理，开发各种应用软件，为各种需求提供智能服务。基于云的物联网高效运维成本降低数据全面稳定可靠数据集中业务灵活模式创新更低的运营成本更低的维护费用更少的工作量更高的使用效能物联网业界新动向：1、以云计算的理念对信息进行组织和运用2、以云的形式组织公共服务、企业服务和专业监测物联网时代，大量数据的上传，需要“云”的支撑，“云”就是通过网络连接，将数据资源统一管理和调度。云计算平台，提供专业数据服务，是发展趋势。云计算时代，通过“数据保姆”云（软件系统），统一管理计算、存储和网络资源；统一安全管理、备份管理和维护管理；大大降低信息中心多系统的维护难度。发挥硬件更大的效能基于云的环保物联网数据集中存储、计算、共享。满足各种不同使用者的业务需求监控手段多样；监控内容全面；稳定、可靠的系统；高度智能化；高使用效能，低维护成本；建得还不够监控范围比较窄监控还不到位，经常会产生漏监缺乏有效的统筹规划，部门建设，各自使用。信息孤岛，无法形成立体评价体系。地域限制，数据缺乏共享、缺乏资源整合。数据挖掘不充分，不能形成有效的报警预警体系。基础监测站点薄弱数据种类多样。水和气中有多种监测因子，监测不足固定站点功能单一。上报在线监测数据固定站点（污染源）监测手段单一。主要为在线监测数据网络稳定性差，数据有效性难以保障广泛的点、面和监督人员配备不足的矛盾监测站点日常运营维护频繁和人员配备不足矛盾危险移动源，缺乏完备的追踪监控手段基于云的环保物联网以服务为提供方式以按需服务的方式根据不同用户的个性化需求推出多层次的业务形式基于网络构建的云计算，可以快速灵活适应用户不断变化的需要，定制新业务。高扩展性底层资源（计算/存储/网络等）透明，无需了解资源具体实现和地理分布等，可以理解是一个巨大的池化资源资源池化一种全新的商业模式，代表信息产业由硬件转向软件、软件转向服务、分散服务转向集中服务的发展趋势电信级平台，同当前中国联通和移动的“智能城市”“移动城市”采用相同的平台。高稳定性、可靠性针对水、气、声、辐射、危险移动源的各类海量传感器，准确、有效获取基础信息海量各类传感器

目录环保物联网战略价值

环保物联网解决方案环保物联网应用案例空气汽车尾气废气噪声废水河流云端集中存储，分布式部署，分级分权管理全业务处理能力1、环境业务效能提升。例如：综合监控（数据、工况、视频三位一体）；环保执法能力等。2、环境管理能力提升：运营管理、综合报警和评价体系、预警辅助决策系统。3、未来业务的快速便捷产生移动执法环境监测公众使用基于云的环保物联网示意图统一的云平台有线/无线（移动/电信/联通）感知层固定站点和移动源监测对象多样数据类型多样网络层及时、稳定、可靠；完整性、一致性、保密性应用业务公众服务政务办公各种监测业务公众门户企业办事综合监测数据视频工况全生命期监测危险品移动源环保执法运营管理报警/评价预警/决策终端管理呼叫中心GIS工业企业水质监测环境空气监测污水处理厂水质监测噪声监测工业企业烟尘监测环境水质监测土壤监测机动车尾气监测危险品放射源危险废物医疗废物固定源移动源业务体系公众服务1、公众门户2、环保办公专业监测1、污染源监测测业务2、流域水质监监测业务3、空气质量监监测业务4、移动危险源源监测业务5、总量排放控控制业务6、移动执法7、运营管理8、应急指挥系系统9、呼叫中心10、综合报警及及评价系统11、环境预警及及决策辅助系系统分布式文件系系统空气监测烟气监测饮用水监控流域监控…重金属监控固废监控汽车尾气监控控辐射监控…分布式缓存X86服务器R8200I7200ATCA存储S2400S2100网络89088912分布式数据库库存储虚拟化MASHUP业务数据GIS管理数据在线数据视频数据工况数据…站点地图图片站点用户区域……硬件虚拟化安全软件安全/数据安全安全硬件管理维护资源池运营管理能力运营管理平台管理维护运营管理统一支撑系统网络虚拟化虚拟化软件ZXEN能力层软件平台层虚拟层硬件层应用平台层软件服务层感知层智能化硬件管理维护护监测站点环境水质监测测污染源水质监监测环境空气监测测烟气监测基于云构架的的信息中心内部办公监测业务公众服务资源池管理网络资源池存储资源池计算资源池小型机……云存储/NAS/SANSW/FW/RT资源管理运营管理VMVMVMVMVMVMVM环保物联网云云端逻辑图存储资源计算资源数据&业务平台云端网络资源资源整合：基基础物理资源源（计算/存储/网络）整合，，创造规模优优化、降成本本、提效率的的机会；资源调度分配配：通过软件件抽象出资源源的逻辑实体体，减少物理理束缚，资源源利用更灵活活、更高效；；自动化管理：：大大降低运运维成本，提提高可用性。。站点管理远程提取数据据远程仪表操作作远程采样远程升级远程仪表维护护安全评价中心告警中心视频中心数据中心GIS中心业务中心预警&决策辅助门户网络公众用户管理用户应用业务内部用户服务器群功能优势在线数据防止数据缺失工况数据防止偷排漏排视频数据全面取证自动留样系统执法证据仪表状态提高数据有效性站房状态全面监控现场远程维护减少日常现场维护远程升级提高维护能力感知层—固定站点数据的采集、、存储、展示示；现场数据上传传；配置设备的操操作、自检、、维护；现场功能四位一体监测数据留样系统视频数据工况数据数据有效性全过程精细化化监控执法取证全面告警标准功能功能标准化。。可以依据实实际情况，进进行选择性实实施；多种监控手段段，保证数据据有效、准确确仪表状态信息息，监控仪表表运行；站房房信息，监控控站点情况远程功能，维维护便捷，降降低维护成本本感知层—危险移动源业务和控制分分离，系统安安全可靠设备层面业务层面多种业务的统统一接入全生命期跟踪踪综合统计和警警报电子标签关键节点电子子标签读卡设设备网络传输适用场景移动危险源全全生命周期监监测危险源产生流通环节。。。RFID电子标签辐射源危险化学品医疗废物危险废物合规性用户管理可信的审计机制策略管理登录策略密码设置策略略认证/授权策略数据安全策略略日志策略查询日志备份日志删除日志增加用户删除用户修改用户信息息查询用户信息息分角色、分权权分域安全管理数据是否符合合标准分布式存储远程管理分支机构业务使用中心机房：服务器路由器交换机……地市机房实时更新数据集中，分分布式存储，，充分利用现现有IT资源基于于云云的的环环保保物物联联网网运营营维维护护成本本低低业务务全全面面投资资灵灵活活建设设难难度度小小全省省统统一一的的一一张张网网络络，，一一个个云云平平台台；；维护护简简单单；；日日常常运运维维成成本本低低；；建设设和和维维护护的的总总资资金金大大幅幅减减少少。。覆盖盖广广：：覆覆盖盖当当前前环环保保监监测测的的点点、、线线、、面面全业业务务：：政政务务内内网网、、政政务务外外网网、、环环保保专专网网目标标清清晰晰。。数数据据、、构构架架。。分阶阶段段、、有有选选择择的的计计划划建建设设。。便捷捷的的分分期期按按需需部部署署环保保物物联联网网电信信级级平平台台，，高高可可靠靠性性，，同同当当前前中中国国联联通通和和移移动动的的““智智能能城城市市””““移移动动城城市市””采采用用相相同同的的平平台台。。架构构先先进进统一一的的云云平平台台，，动动态态扩扩展展，，避避免免设设备备闲闲置置或或过过高高配配置置；；存储储设设备备容容量量大大，，通通常常是是3-5年。。扩扩充充方方便便高扩扩展展性性集中中维维护护，，分分布布式式部部署署，，日日常常运运营营和和维维护护费费用用低低；；充分分利利用用现现有有IT设施施，，分分布布式式部部署署；；高度度信信息息化化，，日日常常维维护护工工作作量量大大幅幅削削减减运维维成成本本低低高效效能能，，低低成成本本基于于云云的的环环保保物物联联网网应应用用场场景景热点环境问题环境业务效能提升综合性环境问题污染染源源重重金金属属监监测测危险险移移动动源源监监测测流域域水水质质监监测测环境境空空气气质质量量监监测测机动动车车尾尾气气监监测测整个个流流域域的的水水质质监监测测、、分分析析、、报报警警、、预预警警；；区域域的的空空气气监监测测、、综综合合评评价价、、预预测测、、预预警警；；区域域内内的的环环境境质质量量立立体体评评价价和和分分析析；；环境境监监测测在在线线数数据据及及时时性性、、稳稳定定性性、、可可靠靠性性提提升升环境境监监控控变变革革，，在在线线数数据据、、视视频频数数据据、、过过程程工工况况数数据据、、留留样样系系统统数据集中中、共享享；业务务灵活扩扩展降低运营营和维护护成本基于云的的环保物物联网应应用场景景重金属监监测预警警应急系系统感知层应用层预警应急急服务B类在线仪仪表C类在线仪仪表A类在线仪仪表监测报警警扩散模型型辅助决策策应急处理理数据中心心321特征基础站点点准确测量量水中重重金属含含量实时监测测发现异常常，及时时报警延伸业务务污染发生生，应急急和辅助助决策重金属监监测仪表表基于云的的平台数据深度度挖据处处理运行环境境基于云的的环保物物联网应应用场景景……管理监测站点改造整个个流域所所有基础础站点新建流域域监控中中心跨多行政政区域的的流域监监测网络络……新建流域域监控中中心A地市信息息中心B地市信息息中心C地市信息息中心地市信息息中心……站点站点站点管理监测站点站点站点站点改造流域域涉及到到的行政政区信息息中心旧平台基基础上改改造方式式一旧平台基基础上改改造方式式二改造监控控流域所所有站点点原承建商商改造统一数据据标准传传输多厂家相相互协调调流域所属属行政区区信息中中心提取取数据新建流域域监控数数据中心心新建业务务监测和和管理整个改造造过程费费时费力力基于云的的环保物物联网应应用场景景环保云DFS/SAN/iSCSI……虚拟化软软件……业务逻辑辑A业务模块B业务模块跨多行政政区域的的流域监监测网络络旧有业务务数据申请请返回数据申请请返回返回数据申请请数据申请请返回返回数据申请请基于已有有数据产产生流域域监测目录环保物联联网战略略价值环保物联联网解决决方案环保物联联网应用用案例监管的重重污染源源共700多家，多多为电镀镀、线路路板企业业，废水水排放中中含重金金属污染染因子负负荷非常常高。监控任务务大，人人员配备备严重不不足。已建成的的监控监监控体系系，监控控形式单单一，监监测内容容单一（（流量、、PH、COD），对工工业排放放水重金金属监测测空白；；企业存在在偷排、、漏排现现象，环环境执法法依据不不足。迫切需要要建设一一套工业业污染源源水中重重金属自自动在线线监测网网络监测形式式包含：：在线数数据监测测、视频频监测、、自动留留样系统统环境执法法，排污污收费落落到实处处，提高高对污染染企业监监管的力力度，减减轻环境境压力、、社会压压力和防防止严重重环境污污染事故故的发生生。能够提供供远程操操作维护护功能案例1：深圳重重金属监监测网络络建设目标标建设背景景案例2：山东东饮用水水源地监监控网络络焦点问题题：数据上报报无法满满足新形形势下环环保监控控需要。。缺少站站点设备备状态、、站房状状态，监监测数据据的有效效性无法法保证；；站点日常常维护工工作量大大，和人人员配置置偏少之之间存在在严重矛矛盾。急急需：远远程操作作、远程程维护、、减少日日常的人人工维护护；数据审核核和数据据修约都都存在修修改和完完善的需需求；改造站点点众多，，近百个个站点，，有近七七十个站站点是改改造站点点；十多多个为新新建站点点。已建建站点也也是分批批建设，，不同批批次存在在一定差差异。解决方案案标准化的的改造和和新建智智能站点点。终端端建设和和监控中中心建设设同步进进行。智能站点点建设，，依据距距离济南南市区远远近和和和批次试试点，先先改造，，使用；；再复制制推广到到所有站站点。建设背景景全省的饮饮用水源源地近百百个，分分布广泛泛，地域域偏僻。。近70个站点为为原有站站点，已已建站点点建设时时间较早早，无法法满足新新形势下下引用水水源地监监控需要要，需要要升级改改造。案例2：山山东饮饮用水水源地地监控控网络络1、单向数据上报。部分仪表还采用模拟信号获取数据2、没有远程操作和维护，日常维护工作量大3、没有自动留样系统1、监测数据、设备状态、站房状态，保障监测数据的有效性2、支持远程操作和维护，减少日常的人工维护3、自动留样系统4、数据审核和数据修约建设后后建设前前数据有有效性性有保保障，，数据据处理理自动动化，，更完完整远程操操作和和维护护，工工作量量大幅幅减少少，更更低成成本结论分分析智能化化的感感知层层。模模拟信信号转转向数数字信信号，，站点点功能能标准准化，，数据据多样样化，，操作