通用物联网应用基础平台.pdf

通用物联网应用基础平台.pdf

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1产品定位产品定位通用物联网应用基础平台是物联网应用的核心支撑平台，它提供了终端远程管理、运行监控、告警管理、协议适配、数据采集传输与分析处理、行业应用接入等综合服务功能，为各种物联网应用提供强大、稳定的运行支撑环境。

对下接入多种行业终端，对上支持多种行业应用，把各种垂直的物联网应用整合成一个扁平的应用网络体系。

基于通用物联网应用基础平台进行物联网应用建设，各行业应用在数据和业务层次进行不同程度的融合，全面实现各种物联网应用的互联互通和智能处理。

通用物联网应用基础平台提供物联网各行业应用对接入层、通讯层以及行业应用基础层的通用解决方案，基于通用物联网应用基础平台各行业应用实现自己的业务逻辑处理。

通用物联网应用基础平台的定位如下：

1）提供统一的终端接入平台通过该平台，为所有物联网应用终端提供的统一的数据接入方案。

数据接入支持多种通讯设备、通讯协议，对接收到的数据进行辨识、分发，以及报警分析等预处理。

2）提供统一的应用基础运行平台物联网应用软件与传统的应用软件相比，有底层终端数量多、上层行业应用复杂的特点，各种行业终端数量规模往往能达到百万甚至更高级别，要求该平台能维护大量共享数据和控制数据，提供物联网应用的统一运行环境，从概念、技术、方法与机制等多个方面无缝集成数据的实时处理与历史记录，实现数据的高时效调度与处理，并保证数据的一致性。

3）提供统一的安全认证以用户信息、系统权限为核心，集成各业务系统的认证信息，提供一个高度集成且统一的认证平台。

4）提供统一的数据交换平台该平台提供统一的“数据交换平台”，通过中间件作为粘合剂连接各种业务相关的异构系统、应用以及数据源，满足重要系统之间无缝共享和交换数据的需要。

5）提供统一的门户支撑平台提供一个灵活、规范的信息组织管理平台和全网范围的网络协作环境，实现集成的信息采集、内容管理、信息搜索，能够直接组织各类共享信息和内部业务基础信息，面向不同使用对象，通过门户技术实现个性化服务，实现信息整合应用。

6）提供多种业务基础构件为各行业应用业务提供开发辅助工具、快速定制、地理信息服务、权限管理、数据展现及挖掘等多种平台支撑服务。

通过这些基础构件，实现系统的松散耦合，提高系统的灵活性和可扩展性，保障快速开发、降低运营维护成本。

2产品概述产品概述通用物联网应用基础平台是一款可扩展的开放性物联网中间件软件平台，平台不仅实现了物联网数据的统一接入，集成了ECA（事件-条件-动作）规则，统一了数据标准，实时进行自动分析及时发现设备存在问题，及时产生告警定位，并做出响应提供可视化的用户操作控制界面，而且根据不同的物联网场景可以快速打造各种场景下的个性化应用。

针对目前物联网感知设备种类繁多，采集信息量大，数据类型不确定、格式不一致、呈现方式多样、处理与分析困难等问题，通用物联网应用基础平台，构建了一种通用的物联网数据模型，使得各种类型的物联网感知设备采集到的数据都可以用该通用物联网数据模型来表示，从而实现了数据的统一接入。

平台还集成了ECA（事件-条件-动作）规则，根据预设的ECA规则，可以对上传到系统中的物联网感知设备实时数据进行自动分析，及时发现物联网感知设备检测对象存在的问题，并对此做出相应的响应，从而对物联网感知设备检测对象的状态进行控制或通知用户事件的发生，以便用户对此做出相应的决策。

通用物联网数据模型负责将通过物联网中间件上传到平台中的物联网感知设备数据以通用物联网数据模型的格式存储到数据库中，并提供统一的标准接口。

数据可视化为用户提供图形化的操作界面，用户可以设置可视化相关参数，将请求提交到系统，对数据进行统计分析，并对结果数据进行可视化处理，以基本格式或图表格式等多种形式将历史数据呈现给用户，以便用户观察数据的动态变化，进而预测以后环境中的数据变化，并据此对ECA规则中的触发事件、触发条件和触发动作进行优化配置。

在通用物联网数据采集端、物联网中间件、通用物联网数据分析平台、综合服务的基础之上，快速构建各类物联网应用系统，彻底摆脱非标准化协议，带来的开发、维护和扩展的限制。

整体架构如下图所示：

3产品特点产品特点智能故障处理能在终端设备发生故障时自动提醒和处理，甚至自动修复，并且不影响其他终端设备的正常工作，极大的减少了维护难度。

开放式设备管理能对不同物联网终端设备进行独立且便捷的添加、配置和管理，甚至可以控制设备的采集速度和工作状态。

通用数据分析能对各种厂家和型号终端设备的数据进行独立的分析，支持数据包长度分析、标识分析和综合分析，将“专业的数据”变成“通用的数据”。

多任务并发处理能同时支持超过500个以上的终端设备同时运行。

标准化数据输出能根据用户需要将数据转换成十进制、十六进制、字符串格式，便于数据的统计和分析。

应用快速构建具体的物联网应用可以使用通用物联网应用基础平台所提供的接口，使用分析采集的感知信息，提供监控界面和统计功能，快速构建各个行业的应用集成。

4功能描述功能描述通用物联网应用基础平台是由数据采集插件、物联网中间件、通用物联网数据分析平台、综合信息服务四部分组成。

数据采集插件：

在现有传感网和工业现场总线环境中，数据采集插件根据不同的设备和协议进行适配，能广泛兼容各种通信协议，不同种类的设备或系统以插件的形式存在，易于新设备和系统的添加扩展。

物联网中间件：

物联网中间件协调数据采集的通信和兼容控制，抽象出通用的物联网数据模型，通过综合信息服务对感知信息按照行业应用进行展示。

中间件不仅从数据采集模块中接受数据，也可以向数据采集模块发送控制信息。

作为承上启下的枢纽，物联网中间件屏蔽了不同应用场景下的数据采集的差异，并依据其上面的综合信息服务层所需的业务进行逻辑配置，对控制流、数据流等通道进行转换处理。

该中间件致力于提供一种松耦合的策略，使底层传感数据、采集插件与上层综合信息服务和数据分析处理平台可以在较大差异的各类应用场景中都具有一定的实用性。

这种松耦合通过各种应用配置来体现，可以实现较大的灵活性。

通用物联网数据分析平台：

对采集数据进行分析处理，它提供了ECA规则、数据可视化组件、BI工具等，连同控制指令对各种物联网应用提供统一的综合信息服务。

综合信息服务：

在相关支撑工具的基础上提供了通用的终端远程管理、运行监控、告警管理、信息服务等综合服务功能，是各种物联网应用的有力支撑。

通用物联网应用基础平台分为四层：

感知层、通讯层、业务和数据处理层、用户层，如下图所示：

5产品相关技术参数产品相关技术参数1）可同时支持超过500个终端设备的连接、数据采集和数据处理；2）可同时支持OPC、MODBUS、RS232、RS485、TCP/IP多种通信模式的终端设备；3）数据采集速度小于10毫秒；4）数据包传输和分析速度小于10毫秒；5）数据协议的转换和处理速度小于10毫秒；6）支持数据包的自定义分析，包括长度分析、标识分析和综合分析，从不同的数据包中获取需要的数据；7）支持多种格式的数据采集和转换，如二进制、十进制、十六进制、字符串等。

6应用应用领域领域6.1智慧智慧城市城市6.1.1智能交通智能交通智能交通（公路、桥梁、公交、停车场等），可以自动检测并报告公路、桥梁的“健康状况”，还可以避免过载的车辆经过桥梁，也能够根据光线强度对路灯进行自动开关控制。

在交通控制方面，可以通过检测设备，在道路拥堵或特殊情况时，系统自动调配红绿灯，并可以向车主预告拥堵路段、推荐行驶最佳路线。

在公交方面，智能公交系统通过综合运用网络通信、GIS地理信息、GPS定位及电子控制等手段，集智能运营调度、电子站牌发布、IC卡收费、BRT（快速公交系统）管理等于一体。

通过该系统可以详细掌握每辆公交车每天的运行状况。

另外，在公交候车站台上通过定位系统可以准确显示下一趟公交车需要等候的时间；还可以通过公交查询系统，查询最佳的公交换乘方案。

停车难的问题在现代城市中已经引发社会各界的热烈关注。

通过应用物联网技术可以帮助人们更好地找到车位。

智能化的停车场通过采用超声波传感器、摄像感应、地感性传感器、太阳能供电等技术，第一时间感应到车辆停入，然后立即反馈到公共停车智能管理平台，显示当前的停车位数量。

同时将周边地段的停车场信息整合在一起，作为市民的停车向导，这样能够大大缩短找车位的时间。

6.1.2智能建筑智能建筑智能建筑（绿色照明、安全检测、楼宇自控等），通过感应技术，建筑物内照明灯能自动调节光亮度，实现节能环保，建筑物的运作状况也能通过物联网及时发送给管理者。

同时，建筑物与GPS系统实时相连接，在电子地图上准确、及时反映出建筑物空间地理位置、安全状况、人流量等信息。

楼宇自控是将诸如电梯、水泵、风机、空调等的电器设备进行在线监控，通过设置相应的传感器、行程开关、光电控制等，对设备的工作状态进行检测，并通过线路返回控制机房的中心系统，由系统得出分析结果，再返回到设备终端进行调解。

6.1.3文物保护和数字博物馆文物保护和数字博物馆数字博物馆采用物联网技术，通过对文物保存环境的温度、湿度、光照、降尘和有害气体等进行长期监测和控制，建立长期的藏品环境参数数据库，研究文物藏品与环境影响因素之间的关系，创造最佳的文物保存环境，实现对文物蜕变损坏的有效控制。

6.1.4古迹、古树实时监测古迹、古树实时监测通过物联网采集古迹、古树的年龄、气候、损毁等状态信息。

及时做出数据分析和保护措施。

在古迹保护上实时监测能有选择地将有代表性的景点图像传递到互联网上，让景区对全世界做现场直播，达到扩大知名度和广泛吸引游客的目的。

另外，还可以实时建立景区内部的电子导游系统。

6.1.5平安城市平安城市为全面解决平安城市监控系统所面临的城市视频监控运维难题，平安城市视频监控运维管理系统,包含了城市视频系统监控、中心机房、IT基础设施监控（IP承载网）、工单流程管理的专业、闭环、一体化运维管理系统。

6.1.6流通追溯流通追溯全面解决肉类蔬菜流通追溯系统中超市、市场、屠宰场比较分散，运维和管理困难，长期保持追溯条码秤在线使用率，流通追溯监控运维管理系统包含了各超市、市场等流通场所的电子秤、中心机房、IT基础设施监控（IP承载网）、工单流程管理的专业、闭环、一体化运维管理系统。

6.1.7智慧水务智慧水务远程统一监控数据采集站网内的各种功能子系统，全面实现各子系统中各种设备的综合监控和数据的收集汇总。

主要包括水文监测系统、水库监测系统、土壤墒情监测系统、排水监测系统、供水监测系统、泵站闸群监控系统、取用水监测系统、饮水安全监测系统等子系统。

6.1.8智慧智慧能源能源电表、水表、流量、压力等远程控制，水、热、气管网远侧监测，流量计无线组网，变电站远程监控，换热站自动化控制。

6.2智慧校园智慧校园6.2.1家校通平安短信家校通平安短信家校通平安短信系统是整个教学行业安全工作的需求，它可为家长提供孩子的准确的到离校及在校信息，同时它也是一种科学化的校园管理方式，可以提高校园安全保障和校园的现代化管理水平。

6.2.2数字图书馆和数字档案馆数字图书馆和数字档案馆使用RFID设备的图书馆档案馆，从文献的采访、分编、加工到流通、典藏和读者证卡，RFD标签和阅读器已经完全取代了原有的条码、磁条等传统设备。

将RFID技术与图书馆数字化系统相结合，实现架位标识、文献定位导航、智能分拣等。

应用物联网技术的自助图书馆，借书和还书都是自助的。

借书时只要把身份证或借书卡放在渎卡器上，再把要借的书在扫描器上放一下就可以了。

还书过程更简单，只要把书投进还书口，传送设备就自动把书送到书库。

安全防盗，当读者出入图书馆档案馆经过该系统时，如果有被遗漏处理，系统将自动发出提醒，同时可侦测多个标签，误报率较低。

6.2.3高校实验室智能管理高校实验室智能管理通过相关采集设备对实验室的温度、湿度进行检测，并利用终端控制系统对相关设备进行控制。

不仅可以当实验室无人时自动调节和关闭空调设备，而且还能够及时的反映出实验室、实验器材、实验材料、试剂等相关产品的当前状态。

并且能够定位各设备所在位置。

同时与门禁系统和视频监控系统联动实现对实验人员进入实验室的时间、身份、实验过程进行统一管理和监控。

6.3智慧家居智慧家居6.3.1数字家庭数字家庭通过物联网与外部的服务连接起来，才能真正实现服务与设备互动。

有了物联网，就可以在办公室指挥家庭电器的操作运行，在下班回家的途中，家里的饭菜已经煮熟，洗澡的热水已经烧好，个性化电视节目将会准点播放；家庭设施能够自动报修；冰箱里的食物能够自动补货。

6.3.2安全防护安全防护采用物联网技术随时可以通过网络查看家中的任何动静，无论你是在上班，还是在出差，你都可以通过电脑或手机上网来查看自己家的即使情况。

如果没关门，还可以远程控制开门关门。

6.4智慧农业智慧农业6.4.1温室大棚温室大棚通过光照、温度、湿度等无线传感器，对农作物温室内的温度，湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度等环境参数进行实时采集，自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌、开关卷帘等）。

同时在温室现场布置摄像头等监控设备，实时采集视频信号。

用户通过电脑或3G手机，随时随地观察现场情况、查看现场温湿度等数据和控制远程智能调节指定设备。

6.4.2水产养殖水产养殖基于物联网的智能化水产养殖采用无线传感技术、网络化管理等先进管理方法对养殖环境、水质、鱼类生长状况、药物使用、废水处理等进行全方位管理、监测，具有数据实时采集及分析、食品溯源、生产基地远程监控等功能。

1）养殖场环境监测养殖场环境监测包括水温监测，光照度监测。

2）养殖场水质监测水质监测主要包括溶解氧监测、PH值监测、氨氮含量监测。

3）智能化控制系统智能化控制系统主要包括增氧泵控制，自动给排水控制，光照度控制，温度控制。

6.4.3畜禽养殖畜禽养殖依托传感技术、物联网技术、无线通信、GIS等技术，建设畜禽养殖物联网应用平台，实现对畜禽养殖场内温度、湿度、二氧化碳、氨气等环境数据的实时采集、监测、预警和远程控制，提高畜禽养殖环境质量，保障畜禽养殖环境满足畜禽的生长、发育、繁殖要求，同时，有效防控重大疫病的发生，提高畜禽养殖的生产效率，促进农业畜牧信息化的发展。

6.5智慧工业智慧工业对于生产原材料、配件、成品、半成品为固体个体的企业生产方式，利用RFID等识别定位技术将这些物品接入物联网，根据企业管理要求将物品管理人员的信息利用IC卡等技术接入物联网。

实现物品的数字识别、区域定位、人员管理权限、物品与人员的管理区域等管理功能，实现物品流转的有序、有据和有责。

6.6智慧仓储智慧仓储6.6.1物流运输物流运输通过在物流商品中植入传感芯片（节点），供应链上的购买、生产制造、包装装卸、堆栈、运输、配送分销、出售、服务每个环节都能无误地被感知和掌握。

这些感知信息与后台的GISGPS数据库无缝结合，成为强大的智能物流。

6.6.2仓库仓库储藏储藏仓库网络智能化监测系统有环境量监测、视频监控、安全防范、火灾报警、灯光控制系统进行融合，负责对仓库视频、环境量、开关报警量等信息进行采集、编码、存储及上传，并根据制定的规则进行自动化联动。

6.7智能医疗智能医疗以RFID为代表的自动识别技术可以帮助医院实现对病人不问断地监控、会诊和共享医疗记录，以及对医疗器械的追踪等。

1）特殊病人安全管理给特殊病人（VIP患者、精神病患者、传染病患者、老人、婴幼儿）佩戴标签产品，通过RFID标签实时定位人员位置，记录人员活动轨迹。

当传染病患者、婴幼儿、精神病等重点监护患者离开本病区/进入非授权病区时，系统自动报警提示。

当监测到的生命体特征数据超警戒时，系统自动报警提示。

当老人摔倒时，具备加速度监测能力的标签触发摔倒事件，系统自动报警。

报警事件触发后，系统显示资产名称、报警类别、报警时间、当前位置，同时联动视频监控系统，调用当前画面。

VIP患者佩戴具备呼叫功能的RFID标签，患者在医院任何位置遇到紧急情况时，可按下标签上的按钮实现移动呼叫，而不像以前只能在床边呼叫。

系统收到呼叫报警后，锁定患者呼叫区域，联动视频图像，查看现场情况。

护士扫描患者RFID腕带识别患者身份，查询患者基本信息。

2）医护人员安全管理给医护人员、护工佩戴具备呼叫功能的标签产品，在医院任何位置遇到突发事件时，医护人员轻触标签上的按钮便可实现呼叫求助，系统自动报警，锁定医护人员呼叫区域，联动视频图像，查看现场情况。

当发生急救事件时，护士也可通过平台查找医生当前位置，快速找到医生。

3）医疗设备管理系统通过物联网技术，对医院现有资产管理系统进行升级改进，实现医疗资产全生命周期管理。

内容包含资产申购、资产分配、资产维护、资产盘点、资产跟踪、统计报表等部分，实现资产可视化管理，避免资产实物与财务账面信息对称的问题。

管理人员通过软件平台实时查看资产基本信息、当前位置，数量、保养计划等；通过手持终端扫描资产标签进行资产盘点和查询资产保养记录。

当资产不在预定位置时，管理员通过录入资产名称，可查到资产当前位置，搬运轨迹。

当资产需要保养时，系统自动报警提示。

跟踪资产设备的移动状况，统计资产的使用效率。

4）冷藏、冷冻环境监测系统给药品、血库、疫苗存放处、消毒器械存放处等冷藏、冷冻环境安装具备环境参数监测的RFID标签，通过系统设定环境参数门限值。

标签主动发射监测数据，系统界面实时显示监测环境的数据。

当发生存放环境参数变化超门限值时，系统立即报警，省去了人工定时现场记录，提高工作效率。

环境实时在线监测应用保障医药存放环境满足要求，避免由于环境参数变化导致的问题频发。

5）医疗药品、器械、垃圾追踪管理给药品、器械、垃圾等医疗器材安装RFID标签，标签与医疗器材关联，系统实时记录医疗器材的行径路线，操作过程，运行时间、保证医疗器材在收发、消毒、中转、运输等过程按规定的流程执行。

当执行过程没按规范流程操作时，系统自动报警。

当医疗器材超出授权工作范围时，系统报警。

管理人员可根据报警记录，追踪整个管理过程，发现问题所在。

6.8区域定位区域定位区域定位主要包括的范围有人员定位、物品定位、贵重物品防盗、远距离巡查等。

人员定位的场景：

生产线工位管理、隧道人员自动考勤定位、养老院人员定位、婴儿防盗、游乐园场馆儿童走失定位等。

物品定位的场景：

军事单位岗哨枪支。

贵重物品防盗的场景：

涉密资产安全防范、柜台贵重物品防盗管理等。

远距离巡查的场景：

远距离智能巡更。

6.8.1智慧养老智慧养老采用先进的远距离识别系统技术，老人随便带一张标识卡，可以实时知道老人的当前位置；并且还带有预警功能，如果老人当前感觉不舒服，就按一下报警按键，医护人员根据提示的信息就知道当前那位老人在按按键，这样更快速、安全的为老人服务。

还可以对护理人员、工作人员、设备器械（医疗检测设备、办公设备、护理设备等）和物品（药品、医用垃圾、安全设备、消防设备等）的动态、实时的追踪管理等。

6.8.2智慧监狱智慧监狱区域实时定位系统主要是对监狱生活区、工作区、活动区等大范围区域的人员进行全方位监控，通过全向定位器、定向阅读器、边界激活器的结合，针对生产区、活动区等进行全方位位置监测，实时了解在押人员及狱警的详细情况，可直观了解到该区域人员实际的数量、人员信息等，通过软件可对其一目了然，极大的减少了狱警的工作量，实现向科技要警力的途径。

6.8.3物品公共区域定位物品公共区域定位在公共区域，比如教学楼、生成车间、餐厅、主干道等，实现对物品出入区域信息的自动登记、区域定位、实时跟踪、路径指定、行进轨迹比对分析、区域访问控制、滞留时间控制等安全管理。

6.9智能称重智能称重结合微波射频识别技术、电子汽车衡技术、通讯技术、自动控制技术、数据库技术以及计算机网络技术，自动记录进出装有电子标签的车辆车牌号、重量信息、时间信息等，能有效杜绝人为误差，防止过衡堵塞、作弊等情况的发生。

智能称重系统（煤炭、水泥、石化、粮食、饲料、冶金、化工）是集远距离RFID技术、车号自动识别系统、自动语音指挥系统、称重图像即时抓拍系统、红绿灯控制系统、红外防作弊系统、道闸控制系统、远程监管系统于一身的无人值守式的称重系统。

在称重的整个过程里做到计量数据自动可靠采集、自动判别、自动指挥、自动处理、自动控制，最大限度的降低人工操作所带来的弊端和工作强度，提高了系统的一体化、信息化、自动化程度。

对于管理部门，可以通过系统中的汇总报表了解当前的生产及物流状况；对于财务结算部门，则可以拿到清晰又准确的结算报表；仓管部门则可以了解到自己的收、发货物的情况等。