基于環(huán)保設(shè)備下互聯(lián)網(wǎng)平臺的設(shè)計(jì)開發(fā)與應(yīng)用

李漢漢

（廣東青創(chuàng)環(huán)境檢測有限公司，廣東 江門 529000）

環(huán)保設(shè)備雖具有高集成度、自動運(yùn)行、現(xiàn)場部署的特點(diǎn)，但由于設(shè)備廠商通訊形式和型號的差異，以及競爭激烈的行業(yè)態(tài)勢等，造成環(huán)保設(shè)備缺乏信息化的運(yùn)維管理手段，加之很多大企業(yè)基于自身特點(diǎn)建設(shè)的高耦合系統(tǒng)，阻礙了環(huán)保設(shè)備信息化建設(shè)的步伐。面對現(xiàn)階段環(huán)保設(shè)備運(yùn)維管理的瓶頸和監(jiān)察功能的滯后，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，搭建服務(wù)環(huán)保設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)平臺，以及依托移動互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的環(huán)境監(jiān)察平臺，既可以滿足環(huán)保設(shè)備的數(shù)字運(yùn)維、智能值守的需求，又可以拓展環(huán)境執(zhí)法的業(yè)務(wù)場景，讓環(huán)保設(shè)備功能更加立體化。

1 基于環(huán)保設(shè)備下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)計(jì)開發(fā)方案

1.1 平臺設(shè)計(jì)與開發(fā)

該平臺的服務(wù)對象就是各類環(huán)保設(shè)備，環(huán)境部門進(jìn)行環(huán)保設(shè)備的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和開發(fā)，如圖1所示。實(shí)現(xiàn)途徑是利用OPC技術(shù)或者通過通訊模塊的安裝，將環(huán)保設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境數(shù)據(jù)等相關(guān)信息輸送到平臺服務(wù)器；平臺的接入層對數(shù)據(jù)進(jìn)行接受并解析協(xié)議，實(shí)施消費(fèi)后的存儲；后端進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的訪問并把接口提供給前端；用戶訪問web系統(tǒng)可以通過主流瀏覽器，根據(jù)各自的功能將整體系統(tǒng)分為前臺、中臺和后臺。

該互聯(lián)網(wǎng)平臺的相關(guān)業(yè)務(wù)功能具體設(shè)計(jì)如下：

1.1.1 接口管理的統(tǒng)一性

該平臺的統(tǒng)一連接管理是指現(xiàn)場設(shè)備和平臺的實(shí)時連接，能夠?qū)崿F(xiàn)采集和反向控制現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。該平臺可以兼容不同環(huán)保設(shè)備，以及可以接入有線、無線等諸多網(wǎng)絡(luò)連接模式的設(shè)備數(shù)據(jù)，完成不同類型終端設(shè)備的快捷而統(tǒng)一的接入，真正實(shí)現(xiàn)設(shè)備適配的多協(xié)議性。相關(guān)的配置由變量綁定、變量設(shè)置、設(shè)備設(shè)置等構(gòu)成，其中最核心是中臺Web的變量設(shè)置，完成連接的條件就是現(xiàn)場發(fā)送的變量代碼與變量設(shè)置完全符合。

1.1.2 監(jiān)控管理的實(shí)時性

監(jiān)控管理的實(shí)時性就是實(shí)時監(jiān)控各類設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)，包括實(shí)時展示設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、掌握一體化設(shè)備的流量和啟閉狀況，一旦有異常發(fā)生可以及時顯示并迅速報(bào)警后處理故障，不僅確保環(huán)保設(shè)備的安全運(yùn)行也實(shí)現(xiàn)了平臺自身的高可用性[1]。

1.1.3 數(shù)據(jù)分析功能

該功能是對設(shè)備的運(yùn)行狀況實(shí)施健康狀況、效率、警報(bào)數(shù)據(jù)、功耗、故障率等相關(guān)情況的分析和評價。操作人員利用對數(shù)據(jù)多維度分析全面了解環(huán)保設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對運(yùn)維方式實(shí)施靈活調(diào)整。

1.1.4 推送信息

該功能可以對每個用戶消息的推送方式進(jìn)行提醒，包括手機(jī)短信、電子郵件、電話語音等。最核心的功能是有效推送突發(fā)事件、報(bào)警等消息。推送手段的多維性顯著提升了平臺的健康性和靈活性。

1.1.5 用戶管理

根據(jù)各類企業(yè)用戶不同的操作管理需求，提供個性化的角色權(quán)限管理、用戶注冊、用戶角色設(shè)置、用戶登錄訪問的數(shù)據(jù)等級，利用菜單權(quán)限確定進(jìn)行目錄訪問?？梢园凑盏卿浻脩羲鶎俳巧珯?quán)限使用本系統(tǒng)，對該用戶的查看和操作予以授權(quán)。

1.2 平臺的應(yīng)用案例

該平臺的設(shè)計(jì)技術(shù)框架可接入2萬套環(huán)保設(shè)備，在該工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的開發(fā)完成部署后，已經(jīng)有多家企業(yè)的200多臺各類環(huán)保設(shè)備接入了該平臺，其中有150多臺廢氣治理設(shè)備、60多臺污水處理設(shè)備，即將接入的污水設(shè)備預(yù)計(jì)300多臺。

以南方某醫(yī)院為例，該互聯(lián)網(wǎng)平臺接入了該醫(yī)院的5套廢水一體化處理設(shè)備，通過該平臺可直觀地展示集成式污水處理設(shè)備的工作流程，并且可以對液位流量、各個閥門電機(jī)開關(guān)狀態(tài)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。通過點(diǎn)擊可以清晰查看與變量關(guān)聯(lián)的最近的歷史數(shù)據(jù)和變化曲線。

自從接入該環(huán)保設(shè)備工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺后，該醫(yī)院的污水處理設(shè)備的管理和運(yùn)維發(fā)生了顛覆性的變化，從原來的多名運(yùn)維人員縮減為現(xiàn)在的一名；運(yùn)維方式從過去的人工每天進(jìn)行各類儀器數(shù)據(jù)的查看，簡化為每天登錄系統(tǒng)查看接收系統(tǒng)推送的狀態(tài)報(bào)告；一旦發(fā)生異常故障或者超出警戒值時，系統(tǒng)會自動報(bào)警并且利用多維方式向相關(guān)人員推送，真正實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場無人值守的目標(biāo)，顯著降低了設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用[2]。

2 基于環(huán)保設(shè)備下移動互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)察新型平臺的開發(fā)與應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

環(huán)保設(shè)備監(jiān)察移動應(yīng)用是一種基于環(huán)保設(shè)備、面對環(huán)保行業(yè)監(jiān)察的新型移動應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)不單純是利用一套智能終端App就能夠?qū)崿F(xiàn)的，因?yàn)锳pp需要多種原有的設(shè)備業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的對接，方可完成各種設(shè)備的查詢、采集數(shù)據(jù)、上傳數(shù)據(jù)等相關(guān)操作。這些原有系統(tǒng)包括污染源檔案管理系統(tǒng)、污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)、排污許可證系統(tǒng)等，要想與這些系統(tǒng)對接，就要構(gòu)建一個開放、兼容的軟件架構(gòu)，與原有的環(huán)保設(shè)備應(yīng)用實(shí)現(xiàn)資源通用、數(shù)據(jù)共享，達(dá)到系統(tǒng)復(fù)用和集成的最大化。目前應(yīng)用最廣泛的是Android移動智能操作系統(tǒng)，對Android系統(tǒng)特別支持的硬件種類繁多，并且能夠快速更新設(shè)備，所以必須構(gòu)建一個能夠跨平臺的應(yīng)用開發(fā)框架，以提高整個系統(tǒng)對硬件環(huán)境的可用性和適應(yīng)性。系統(tǒng)架構(gòu)見圖2。

圖2 系統(tǒng)構(gòu)架圖

2.2 設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.2.1 現(xiàn)場監(jiān)察管理

該移動監(jiān)察平臺可根據(jù)環(huán)保設(shè)備現(xiàn)場監(jiān)察的類型、流程等，有效管理監(jiān)察任務(wù)以及現(xiàn)場監(jiān)察過程，并及時向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)監(jiān)察過程中發(fā)現(xiàn)的問題，對解決問題的期限和規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行跟蹤管理。具備權(quán)限的用戶登錄系統(tǒng)后，利用任務(wù)下達(dá)菜單下達(dá)任務(wù)，包括任務(wù)類型、任務(wù)執(zhí)行人、任務(wù)名稱、任務(wù)的時間期限等。相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)將任務(wù)下達(dá)后，監(jiān)察人員登錄該平臺就可獲悉需要執(zhí)行的任務(wù)。執(zhí)法人員登錄平臺后能夠在執(zhí)行任務(wù)中看到等待處理的任務(wù)信息，可以根據(jù)情況實(shí)施處理。如果需要，也可以上傳相關(guān)的錄像、錄音、照片等文件資料。在執(zhí)行環(huán)保設(shè)備監(jiān)察任務(wù)的過程中，發(fā)現(xiàn)異?；蛘哌`規(guī)情況時，可以向系統(tǒng)提交監(jiān)察狀況報(bào)告，并做詢問筆錄、現(xiàn)場監(jiān)察記錄、音頻或視頻證據(jù)信息，還可以實(shí)施現(xiàn)場簽字和現(xiàn)場打印等。

2.2.2 在線監(jiān)控管理

該管理功能主要是對專項(xiàng)監(jiān)察在線監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的問題，主要涵蓋監(jiān)測數(shù)據(jù)異常情況監(jiān)察、監(jiān)測設(shè)備掉線監(jiān)察等。在線監(jiān)控系統(tǒng)可以按照人為觸發(fā)和系統(tǒng)自動觸發(fā)兩種因素發(fā)出現(xiàn)場監(jiān)察任務(wù)，監(jiān)察人員會根據(jù)監(jiān)察任務(wù)的緊急程度實(shí)施分配調(diào)整。

2.2.3 綜合查詢

綜合查詢包括企業(yè)環(huán)保設(shè)備信息查詢，建設(shè)項(xiàng)目信息查詢、危險(xiǎn)化學(xué)品查詢、監(jiān)察記錄查詢、許可證信息查詢，歷史監(jiān)察記錄查詢、法律法規(guī)查詢、歷史違法記錄查詢等[3]。

2.2.4 執(zhí)法地圖

平臺系統(tǒng)中心使用人員可以利用執(zhí)法地圖檢查執(zhí)法人員的實(shí)時位置信息和歷史監(jiān)察任務(wù)的執(zhí)行路徑，實(shí)現(xiàn)執(zhí)法地圖空間和時間上的統(tǒng)一。對執(zhí)法人員定位和任務(wù)情況掌握可以利用終端GPS完成。可以在地圖上顯示人員。用戶在地圖上選擇相關(guān)的人員，就可以查看當(dāng)前的任務(wù)情況。通過任務(wù)執(zhí)行的時間、執(zhí)行人、類型、違規(guī)狀況等進(jìn)行監(jiān)察記錄的查詢。在地圖上，通過監(jiān)察對象位置信息查看任務(wù)開始后執(zhí)法人員空間移動的軌跡。

3 結(jié)語

本文根據(jù)現(xiàn)階段環(huán)保設(shè)備的現(xiàn)場需求，依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)了一種服務(wù)于環(huán)保設(shè)備和環(huán)保行業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)平臺，大大提升了環(huán)保設(shè)備信息化的程度和運(yùn)行效率。同時，另一套新型環(huán)境監(jiān)察移動執(zhí)法系統(tǒng)已運(yùn)行一年多，目前該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)已經(jīng)上升到2.0版。隨著環(huán)保設(shè)備的不斷更新和環(huán)保工作信息化進(jìn)程的不斷加快，移動環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法新要求的提出，該平臺將結(jié)合新的應(yīng)用需求進(jìn)行相應(yīng)的完善，以推動環(huán)保監(jiān)察工作的整體創(chuàng)新。