基于云平臺的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

郁達飛 吳旦鈞

摘 要：伴隨當前科學(xué)技術(shù)水平逐步提高，云平臺服務(wù)也越來越普及，云平臺服務(wù)在應(yīng)用的過程中價格低廉，而且可以打破空間的現(xiàn)在，具有的虛擬化、通用性的特點，在應(yīng)用的過程中可擴展性強，因此應(yīng)用越來越普遍。本文以某新能源科技有限公司的云平臺為例，來分析研究基于云平臺的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：云平臺;遠程監(jiān)控;環(huán)境監(jiān)測;物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）01-0015-02

1 系統(tǒng)總體概述

基于云平臺的遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要可以分成三個部分，也就是客戶端、云平臺和下位機操作系統(tǒng)。具體框架如圖1所示。

下位機主要是數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點，主要的功能是進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集，并且對這些獲取的數(shù)據(jù)進行初步處理，以便讓其更好地上傳數(shù)據(jù)，在應(yīng)用的過程中可以很好地接受上位機的命令，并且進行相關(guān)設(shè)備的控制等。該下位機可以通過總線，來進行數(shù)據(jù)采集，在操作的過程中可以掛載多種不同類型的傳感器，依照需要定時或者不定時地進行采集。如果云平臺在應(yīng)用的過程中向下位機發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取指令，下位機會馬上將暫存的監(jiān)測數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)傳輸模塊與互聯(lián)網(wǎng)連接，進行數(shù)據(jù)上傳以便后續(xù)的使用[1]。另外，下位機在應(yīng)用的過程中也能夠掛載一些控制設(shè)備，比如說蜂鳴器、指示燈等，如果云平臺向下位機發(fā)出一些設(shè)備控制指令后，能夠依照要求對這些設(shè)備進行操作。

云平臺在管控系統(tǒng)導(dǎo)致是最為重要的組成部分，在云平臺上進行監(jiān)控服務(wù)的搭建，在操作的過程中需要注意加強管理，具有以下功能：首先需要具有強大的用戶請求響應(yīng)功能，在操作的過程中可以有效地響應(yīng)節(jié)點上送的數(shù)據(jù)，并且將這些數(shù)據(jù)送入到服務(wù)器當中，進行數(shù)據(jù)存儲，并且把相應(yīng)的命令發(fā)送給節(jié)點，另外，需要在數(shù)據(jù)管理的過程中依照用戶的要求將指令傳遞給相應(yīng)的節(jié)點，實現(xiàn)子系統(tǒng)的管理和控制[2]。

客戶端是系統(tǒng)的前端部分，主要用于將數(shù)據(jù)展現(xiàn)給用戶，并且讓用戶和下位機之間進行交互，在操作的過程中，用戶可以利用客戶端和后臺之間進行交互，了解需要的信息，并且將控制命令傳達給子節(jié)點實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

2 案例分析

“市電控制柜云平臺”由中國電子科技集團第三十六所所屬子公司浙江嘉科新能源科技有限公司研發(fā)完成，是用于對“市電控制柜”進行遠程控制、操作、運維的先進云平臺，具有運行穩(wěn)定、功能齊全、界面美觀、操作人性化等優(yōu)點，并已經(jīng)在嘉興、溫州、湖州等地方的站點中取得應(yīng)用，效果良好，并得到客戶的一致好評，新能源科技有限公司將在目前的基礎(chǔ)上，進行云平臺的進一步改進、升級，不斷推出更好的平臺提供給客戶。

云平臺需要配合SIM卡的使用，以實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的采集與傳輸，目前所開發(fā)的云平臺，可以支持2G的SIM卡、3G的SIM的使用。查詢或設(shè)置可以在點擊后1秒以內(nèi)（2G和3G的SIM卡的不同，以及受天氣、信號輻射影響，最長時間為4秒）實現(xiàn);

云平臺采用了先進安全的分層架構(gòu)（網(wǎng)頁層+數(shù)據(jù)庫層+數(shù)據(jù)處理層+數(shù)據(jù)采集層），能夠保證數(shù)據(jù)在每一層都得到充分的保護、擴充和壓力均衡，其中網(wǎng)頁采用了JSP技術(shù)、數(shù)據(jù)庫采用了MySQL、數(shù)據(jù)處理采用了VS2010平臺、數(shù)據(jù)采集采用了G網(wǎng)、C網(wǎng)、GPRS等多種采集手段相互補充，功能可靠;

整個云平臺布署于國內(nèi)知名的阿里云云端，性能可靠，安全穩(wěn)定，能有力的保障云平臺的穩(wěn)定運行。

3 功能說明

3.1 站點分布的GIS統(tǒng)計顯示功能

如圖2所示：“站點分布的統(tǒng)計GIS顯示”功能：實現(xiàn)讓所有應(yīng)用了本公司開發(fā)的云平臺的控制柜（包括光伏控制柜、市電控制柜）的站點，都在圖中進行清晰明了的顯示，并能知道該站點的具體地理位置。

3.2 視頻監(jiān)控功能

如圖3所示：“遠程視頻監(jiān)控功能”：可以對部署了攝像頭的站點，進行遠程視頻的實時實地的顯示，該視頻顯示清晰、穩(wěn)定、連續(xù)，圖像識別效果也很好。值得注意的是，安裝了球機攝像頭的站點，還可以對攝像頭進行上下左右、放大縮小的控制，非常方便。

3.3 采集并設(shè)置曝氣機主機的4個時段以及有效與無效

如圖4所示：在“曝氣機主機運行時間”的界面內(nèi)，設(shè)置有“查詢”、“設(shè)置”曝氣機主機各項運行時間參數(shù)的功能?！安樵儭惫δ埽翰杉鶎?yīng)的曝氣機當前設(shè)置的第一、第二、第三、第四各時段的開啟時間、關(guān)閉時間、時段有效或無效等;“設(shè)置”功能：實現(xiàn)對曝氣機主機各個時段的開啟時間、關(guān)閉時間、時段有效或無效，進行設(shè)置，并伴有提示功能以確定設(shè)置是否成功。

3.4 采集并設(shè)置回流泵主機的4個時段以及有效與無效

如圖5所示：在“回流泵主機運行時間”的界面內(nèi)，設(shè)置有“查詢”、“設(shè)置”回流泵主機各項運行時間參數(shù)的功能。“查詢”功能：采集所對應(yīng)的回流泵主機當前設(shè)置的第一、第二、第三、第四各時段的開啟時間、關(guān)閉時間、時段有效或無效等;“設(shè)置”功能：實現(xiàn)對回流泵主機的各個時段的開啟時間、關(guān)閉時間、時段有效或無效，進行設(shè)置，并伴有提示功能以確定設(shè)置是否成功。

4 權(quán)限與安全功能

4.1 用戶登錄的權(quán)限功能

登錄頁面提供了“登錄驗證”的功能：實現(xiàn)對登錄的用戶進行審核和驗證的功能，只允許通過審核和驗證的合法用戶，才能登錄，并管理自己范圍內(nèi)的電站，對他人的電站將無法查看和管理。

考慮到云平臺的使用可以由不同的公司進行管理，不同的用戶應(yīng)該具有不同的權(quán)限，當前的用戶只能查看自己所管轄范圍內(nèi)的所有電站，在云平臺登錄的時候，就對用戶的權(quán)限進行了限定。

4.2 站點的安全性

A：云平臺部署于國內(nèi)知名的阿里云云端上，依托阿里云強大的云系統(tǒng)，所以本云平臺具有安全、穩(wěn)定、可靠等功能;B：軟件目前采用了安全的分層架構(gòu)，在每一層，都進行了數(shù)據(jù)和操作的保護，糾正措施，具體的是網(wǎng)頁層的顯示采用了JSP技術(shù);數(shù)據(jù)庫采用了MySQL進行數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理層架構(gòu)在VS2010上采用了多種數(shù)據(jù)算法;數(shù)據(jù)采集層采用了可靠的多線程技術(shù)保證數(shù)據(jù)采集成功，并且在每一層其相應(yīng)的功能進行了詳細的保護，以防止錯誤信息和錯誤操作的傳遞，保證整個云平臺的正常穩(wěn)定運行。

5 結(jié)語

將監(jiān)控服務(wù)部署在云平臺上的Web服務(wù)器中，具有結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉等諸多優(yōu)勢，能夠廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和家庭安防當中，符合當前社會發(fā)展的需要。

參考文獻

[1] 李云，陳剛，魏澤峰.基于Web鐵路信號電源的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].鐵路計算機應(yīng)用，2017（8）：53-56.

[2] 張楓沛，肖世德，陶濤，等.基于Android和云平臺技術(shù)的水族箱遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化儀表，2018（03）：35-38.