郁達(dá)飛 吳旦鈞

摘 要：伴隨當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平逐步提高，云平臺(tái)服務(wù)也越來越普及，云平臺(tái)服務(wù)在應(yīng)用的過程中價(jià)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(diǎn)，在應(yīng)用的過程中可擴(kuò)展性強(qiáng)，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(tái)為例，來分析研究基于云平臺(tái)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

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

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）01-0015-02

1 系統(tǒng)總體概述

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

下位機(jī)主要是數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點(diǎn)，主要的功能是進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集，并且對(duì)這些獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jī)的命令，并且進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的控制等。該下位機(jī)可以通過總線，來進(jìn)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(shí)或者不定時(shí)地進(jìn)行采集。如果云平臺(tái)在應(yīng)用的過程中向下位機(jī)發(fā)送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取指令，下位機(jī)會(huì)馬上將暫存的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)傳輸模塊與互聯(lián)網(wǎng)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳以便后續(xù)的使用[1]。另外，下位機(jī)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(tái)向下位機(jī)發(fā)出一些設(shè)備控制指令后，能夠依照要求對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行操作。

云平臺(tái)在管控系統(tǒng)導(dǎo)致是最為重要的組成部分，在云平臺(tái)上進(jìn)行監(jiān)控服務(wù)的搭建，在操作的過程中需要注意加強(qiáng)管理，具有以下功能：首先需要具有強(qiáng)大的用戶請(qǐng)求響應(yīng)功能，在操作的過程中可以有效地響應(yīng)節(jié)點(diǎn)上送的數(shù)據(jù)，并且將這些數(shù)據(jù)送入到服務(wù)器當(dāng)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并且把相應(yīng)的命令發(fā)送給節(jié)點(diǎn)，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(diǎn)，實(shí)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(jī)之間進(jìn)行交互，在操作的過程中，用戶可以利用客戶端和后臺(tái)之間進(jìn)行交互，了解需要的信息，并且將控制命令傳達(dá)給子節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2 案例分析

“市電控制柜云平臺(tái)”由中國(guó)電子科技集團(tuán)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(duì)“市電控制柜”進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、操作、運(yùn)維的先進(jìn)云平臺(tái)，具有運(yùn)行穩(wěn)定、功能齊全、界面美觀、操作人性化等優(yōu)點(diǎn)，并已經(jīng)在嘉興、溫州、湖州等地方的站點(diǎn)中取得應(yīng)用，效果良好，并得到客戶的一致好評(píng)，新能源科技有限公司將在目前的基礎(chǔ)上，進(jìn)行云平臺(tái)的進(jìn)一步改進(jìn)、升級(jí)，不斷推出更好的平臺(tái)提供給客戶。

云平臺(tái)需要配合SIM卡的使用，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集與傳輸，目前所開發(fā)的云平臺(tái)，可以支持2G的SIM卡、3G的SIM的使用。查詢或設(shè)置可以在點(diǎn)擊后1秒以內(nèi)（2G和3G的SIM卡的不同，以及受天氣、信號(hào)輻射影響，最長(zhǎng)時(shí)間為4秒）實(shí)現(xiàn);

云平臺(tái)采用了先進(jìn)安全的分層架構(gòu)（網(wǎng)頁(yè)層+數(shù)據(jù)庫(kù)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(hù)、擴(kuò)充和壓力均衡，其中網(wǎng)頁(yè)采用了JSP技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)采用了MySQL、數(shù)據(jù)處理采用了VS2010平臺(tái)、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(bǔ)充，功能可靠;

整個(gè)云平臺(tái)布署于國(guó)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(tái)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 功能說明

3.1 站點(diǎn)分布的GIS統(tǒng)計(jì)顯示功能

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

3.2 視頻監(jiān)控功能

如圖3所示：“遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控功能”：可以對(duì)部署了攝像頭的站點(diǎn)，進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻的實(shí)時(shí)實(shí)地的顯示，該視頻顯示清晰、穩(wěn)定、連續(xù)，圖像識(shí)別效果也很好。值得注意的是，安裝了球機(jī)攝像頭的站點(diǎn)，還可以對(duì)攝像頭進(jìn)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(jī)主機(jī)的4個(gè)時(shí)段以及有效與無(wú)效

如圖4所示：在“曝氣機(jī)主機(jī)運(yùn)行時(shí)間”的界面內(nèi)，設(shè)置有“查詢”、“設(shè)置”曝氣機(jī)主機(jī)各項(xiàng)運(yùn)行時(shí)間參數(shù)的功能。“查詢”功能：采集所對(duì)應(yīng)的曝氣機(jī)當(dāng)前設(shè)置的第一、第二、第三、第四各時(shí)段的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、時(shí)段有效或無(wú)效等;“設(shè)置”功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)曝氣機(jī)主機(jī)各個(gè)時(shí)段的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、時(shí)段有效或無(wú)效，進(jìn)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(jī)的4個(gè)時(shí)段以及有效與無(wú)效

如圖5所示：在“回流泵主機(jī)運(yùn)行時(shí)間”的界面內(nèi)，設(shè)置有“查詢”、“設(shè)置”回流泵主機(jī)各項(xiàng)運(yùn)行時(shí)間參數(shù)的功能?！安樵儭惫δ埽翰杉鶎?duì)應(yīng)的回流泵主機(jī)當(dāng)前設(shè)置的第一、第二、第三、第四各時(shí)段的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、時(shí)段有效或無(wú)效等;“設(shè)置”功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)回流泵主機(jī)的各個(gè)時(shí)段的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、時(shí)段有效或無(wú)效，進(jìn)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(yè)面提供了“登錄驗(yàn)證”的功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)登錄的用戶進(jìn)行審核和驗(yàn)證的功能，只允許通過審核和驗(yàn)證的合法用戶，才能登錄，并管理自己范圍內(nèi)的電站，對(duì)他人的電站將無(wú)法查看和管理。

考慮到云平臺(tái)的使用可以由不同的公司進(jìn)行管理，不同的用戶應(yīng)該具有不同的權(quán)限，當(dāng)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(tái)登錄的時(shí)候，就對(duì)用戶的權(quán)限進(jìn)行了限定。

4.2 站點(diǎn)的安全性

A：云平臺(tái)部署于國(guó)內(nèi)知名的阿里云云端上，依托阿里云強(qiáng)大的云系統(tǒng)，所以本云平臺(tái)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(jìn)行了數(shù)據(jù)和操作的保護(hù)，糾正措施，具體的是網(wǎng)頁(yè)層的顯示采用了JSP技術(shù);數(shù)據(jù)庫(kù)采用了MySQL進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(jìn)行了詳細(xì)的保護(hù)，以防止錯(cuò)誤信息和錯(cuò)誤操作的傳遞，保證整個(gè)云平臺(tái)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

將監(jiān)控服務(wù)部署在云平臺(tái)上的Web服務(wù)器中，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉等諸多優(yōu)勢(shì)，能夠廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和家庭安防當(dāng)中，符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)

[1] 李云，陳剛，魏澤峰.基于Web鐵路信號(hào)電源的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2017（8）：53-56.

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