基于云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的可視化環(huán)保設(shè)備監(jiān)管系統(tǒng)研究

摘 要：該系統(tǒng)通過(guò)云計(jì)算服務(wù)與環(huán)保設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并通過(guò)大數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、匯總，直接將數(shù)據(jù)以可視化界面進(jìn)行展示或以告警和建議的方式進(jìn)行展示。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保部門由被動(dòng)的人為管理模式向主動(dòng)的系統(tǒng)級(jí)管理模式的轉(zhuǎn)變，可有效輔助國(guó)家環(huán)保政策的實(shí)施。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；大數(shù)據(jù)；可視化；環(huán)保設(shè)備；監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.149

1 引言

目前，由于環(huán)境污染的情況有趨于嚴(yán)重的原因，國(guó)家出臺(tái)了諸多的政策對(duì)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行整改，但是由于在環(huán)境治理方面存在諸多的客觀因素，所以給環(huán)保部門的監(jiān)管造成一些困難，尤其是對(duì)分散在各處的環(huán)保設(shè)備的監(jiān)管最為困難。很多環(huán)保設(shè)備被閑置或者是開(kāi)機(jī)不夠充分，得不到充分的運(yùn)用。所以建立一種統(tǒng)一的管理平臺(tái)，直觀的對(duì)環(huán)保設(shè)備進(jìn)行監(jiān)管，就成為一種迫切的需求[1-2]。

2 系統(tǒng)研究

基于云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的可視化環(huán)保設(shè)備監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是包括服務(wù)平臺(tái)，所述服務(wù)平臺(tái)通過(guò)云計(jì)算服務(wù)與環(huán)保設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并通過(guò)大數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、匯總，直接將數(shù)據(jù)以可視化界面進(jìn)行展示或以告警和建議的方式進(jìn)行展示。

如圖1所示，基于云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的可視化環(huán)保設(shè)備監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)主要由服務(wù)平臺(tái)、硬件采集器和各種環(huán)保設(shè)備組成。服務(wù)平臺(tái)可通過(guò)云計(jì)算服務(wù)與設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，也可以通過(guò)硬件采集器與設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，環(huán)保設(shè)備和硬件采集器通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)、WIFI、移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)（包含2G以后的所有網(wǎng)絡(luò)制式）、串口等方式收發(fā)數(shù)據(jù)，不具備數(shù)據(jù)收發(fā)功能的設(shè)備則通過(guò)硬件采集器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)。一部分?jǐn)?shù)據(jù)由服務(wù)平臺(tái)以可視化界面向相關(guān)人員展示，一部分?jǐn)?shù)據(jù)通過(guò)大數(shù)據(jù)分析后以告警和建議的方式向相關(guān)人員展示。服務(wù)平臺(tái)也可以發(fā)送指令來(lái)控制設(shè)備的運(yùn)行。

（1）環(huán)保設(shè)備包含了普通含義上的各類單獨(dú)的環(huán)保設(shè)備，不包括專業(yè)的大型系統(tǒng)級(jí)環(huán)保系統(tǒng)，如廢水處理、煙塵處理、垃圾處理、泔水處理設(shè)備等。對(duì)于具備數(shù)據(jù)發(fā)送和接收功能的環(huán)保設(shè)備，服務(wù)平臺(tái)可以直接與設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令交互。對(duì)于不具備數(shù)據(jù)發(fā)送和接收功能的環(huán)保設(shè)備，服務(wù)平臺(tái)通過(guò)硬件采集器與環(huán)保設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

（2）硬件采集器用于獲取環(huán)保設(shè)備的位置坐標(biāo)、上電信息以及斷電信息、運(yùn)行參數(shù)以及產(chǎn)出物數(shù)量、所處環(huán)境的溫度、濕度、視頻、音頻信息；硬件采集器用于檢測(cè)具有消耗材料的環(huán)保設(shè)備的耗材消耗情況；用于固化環(huán)保設(shè)備的廠家、型號(hào)信息；用于根據(jù)服務(wù)平臺(tái)的相關(guān)指令控制環(huán)保設(shè)備運(yùn)行。硬件采集器可通過(guò)有線及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（包含2G以后的所有網(wǎng)絡(luò)制式）和串口與環(huán)保設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；通過(guò)有線及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（包含2G以后的所有網(wǎng)絡(luò)制式）向服務(wù)平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)。

（3）服務(wù)平臺(tái)接受到位置坐標(biāo)后，在展示界面中展示相應(yīng)環(huán)保設(shè)備的位置，當(dāng)位置坐標(biāo)與安裝信息不符時(shí)發(fā)出告警；服務(wù)平臺(tái)根據(jù)上電和斷電信息數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，進(jìn)而判斷運(yùn)行時(shí)間是否符合相關(guān)規(guī)定，不符合的發(fā)出告警；服務(wù)平臺(tái)接收到設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和產(chǎn)出物數(shù)據(jù)后，在展示界面中展示，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析設(shè)備運(yùn)行是否正常，產(chǎn)出是否正常；服務(wù)平臺(tái)收到設(shè)備的耗材消耗數(shù)據(jù)后，在展示界面中展示，并通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析耗材是否正常，存在異常的情況時(shí)自動(dòng)反饋給環(huán)保設(shè)備廠家并提醒廠家及時(shí)上門補(bǔ)充耗材；服務(wù)平臺(tái)將環(huán)保設(shè)備的廠家、型號(hào)、參數(shù)信息通過(guò)后臺(tái)指令的方式發(fā)送給硬件采集器，硬件采集器將設(shè)備信息固化至硬件，服務(wù)平臺(tái)通過(guò)相關(guān)信息進(jìn)行資產(chǎn)管理和電子盤點(diǎn)；服務(wù)平臺(tái)根據(jù)環(huán)保設(shè)備所處環(huán)境的溫度、濕度、視頻、音頻數(shù)據(jù)，分析設(shè)備環(huán)境是否達(dá)標(biāo)以及是否需要進(jìn)行溫濕度控制，視頻和音頻信息則向管理人員展示；服務(wù)平臺(tái)向硬件采集器或者是環(huán)保設(shè)備發(fā)送不同的指令，控制環(huán)保設(shè)備運(yùn)行。

（4）服務(wù)平臺(tái)向管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)展示的展示界面包括GIS地圖和可視化界面。所述GIS地圖用于根據(jù)位置坐標(biāo)展示相應(yīng)環(huán)保設(shè)備的位置。可視化界面用于展示接受到的各種數(shù)據(jù)、或分析出的各種數(shù)據(jù)及告警內(nèi)容。

3 小結(jié)

基于云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的可視化環(huán)保設(shè)備監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分散在各地的環(huán)保設(shè)備的統(tǒng)一管理和控制，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)部門的管理模式由被動(dòng)的人為方式向主動(dòng)的系統(tǒng)級(jí)管理的轉(zhuǎn)變，而且借助于云計(jì)算服務(wù)，相關(guān)部門不需要購(gòu)買價(jià)格昂貴的服務(wù)器自行搭建服務(wù)器硬件，只需要使用云計(jì)算服務(wù)提供的運(yùn)行環(huán)境就可以完成整個(gè)系統(tǒng)的搭建，節(jié)省人力物力，可有效輔助國(guó)家環(huán)保政策的實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

[1]張?bào)K，高翔，陳曼丁，黨兆峰.天津市污染源在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與功能分析[J].安全與環(huán)境工程，2012（03）：63-66.

[2]齊丹.基于云計(jì)算的環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].天津大學(xué)，2012.

作者簡(jiǎn)介：王志（1985-），男，江蘇江都人，本科，助理工程師，研究方：嵌入式軟件開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)通訊、服務(wù)器軟件開(kāi)發(fā)。