工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測解決方案

1、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測解決方案智能監(jiān)測解決方案概述背景隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域信息化的加深，工業(yè)自動化轉(zhuǎn)型的速度在逐步加快。當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域面臨著很多行業(yè)痛點，如面臨著業(yè)務(wù)地域范圍廣人力投入成本大，特殊的工作環(huán)境對安全系數(shù)要求較高，原有的監(jiān)控設(shè)備性能落后且各自運作等情況。智能監(jiān)測系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，順應(yīng)科技發(fā)展趨勢，通過各個終端設(shè)備的互聯(lián)互通，為企業(yè)實時監(jiān)測各個應(yīng)用場景的環(huán)境數(shù)據(jù)， 發(fā)現(xiàn)異常情況自動告警，為企業(yè)提供智能化服務(wù)，更好的幫助企業(yè)節(jié)省生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，降低安全隱患。實施目標(biāo)通過智能監(jiān)測系統(tǒng)，幫助垂直行業(yè)客戶更好的解決自身痛點，為客戶打造一個實時的，智能的、可視化的、可遠(yuǎn)程操控的監(jiān)測管理系統(tǒng)。

2、適用范圍智能監(jiān)測系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的各行各業(yè)：生產(chǎn)監(jiān)測：通過傳感器和攝像頭，以及設(shè)置的告警條件， 來監(jiān)測生產(chǎn)過程中是否存在異常。適用于工廠等產(chǎn)品制 造場景。 260 缺陷監(jiān)測：通過攝像頭檢測生產(chǎn)線上組裝完成的產(chǎn)品是否存在缺陷，對良品和次品圖像進行采集，根據(jù)采集的圖像數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，檢測出次品觸發(fā)告警?？捎糜谏a(chǎn)制造的產(chǎn)線質(zhì)檢。環(huán)境監(jiān)測：通過傳感器和攝像頭全方位、全天候檢測環(huán)境數(shù)據(jù)，如：溫度、濕度、噪音、污染物（ PM2.5 、PM10）、有害氣體（甲醛和揮發(fā)物）等?？捎糜诠S、工地、庫房、醫(yī)院、學(xué)校、商業(yè)區(qū)等場景的環(huán)境監(jiān)測。冷鏈監(jiān)測：通過溫濕度、GPS 等傳感器實時監(jiān)測冷鏈車、冷鏈倉庫和

3、保溫箱等的溫濕度以及對應(yīng)的位置信息，設(shè)置報警觸發(fā)器，對異常情況進行報警。可用于血液、疫苗、藥品、樣本等存儲或運輸場景的冷鏈監(jiān)測。安全監(jiān)測：通過傳感器和攝像頭，實時監(jiān)控對應(yīng)場所的煙感、火感、溫濕度、可燃?xì)怏w等環(huán)境數(shù)據(jù)，設(shè)置報警觸發(fā)器，觸發(fā)指定條件后能夠發(fā)送告警。可用于煤礦、消防、公司機房、庫房等場景。倉儲監(jiān)測：通過攝像頭實時監(jiān)控當(dāng)前場所的可視情況， 可根據(jù)需求設(shè)置異動觸發(fā)器，當(dāng)觸發(fā)指定條件后自動告警，可以根據(jù)觸發(fā)時間和事件檢索視頻，支持視頻圖像人臉識別。適用于倉儲管理、電子圍欄等。能源監(jiān)測：通過攝像頭、電流電壓傳感器等相關(guān)傳感器監(jiān)測用電、用水情況，使用圖像識別的方法讀取儀表盤的讀數(shù)，幫助客戶遠(yuǎn)程

4、智能抄表，節(jié)省人力資源的投入。可用于能源行業(yè)，如電力、水務(wù)系統(tǒng)。 261 排放監(jiān)測：通過一些氣體傳感器以及GPS 定位裝置，可監(jiān)測車輛的位置、車輛運行狀態(tài)、發(fā)動機狀態(tài)、排放情況等。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)中的位置智能監(jiān)測系統(tǒng)是為垂直行業(yè)用戶打造的應(yīng)用平臺，根據(jù)客戶的需求，為客戶提供定制化的服務(wù)，幫助行業(yè)用戶解決自身痛點。智能監(jiān)測系統(tǒng)可以接入多種終端設(shè)備，并對設(shè)備進行管理操控，將終端設(shè)備采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)上報至平臺。通過與云平臺的連接，使用大數(shù)據(jù)能力，對采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)等進行統(tǒng)計分析，向客戶展示多種數(shù)據(jù)視圖，為企業(yè)管理人員提供決策支持。需求分析圖 1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)示

5、意圖目前很多企業(yè)的監(jiān)控手段很單一，只部署了視頻監(jiān)控、單一類型的傳感器，或者部署了多個終端監(jiān)測設(shè)備，但卻各自獨立運作。這類監(jiān)測手段缺乏對采集視頻的智能識別，缺乏對環(huán)境數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌分析，缺乏貼合行業(yè)特性的智能感知與決策業(yè)務(wù) 262 模塊。為了更好的服務(wù)客戶的需求，智能監(jiān)測系統(tǒng)在原有監(jiān)測 手段的基礎(chǔ)上，提供智能監(jiān)測的業(yè)務(wù)能力，不僅包含視頻監(jiān)控、同時新增了數(shù)據(jù)采集模塊、觸發(fā)器模塊、視頻圖像 AI 處理模塊以及告警與決策反饋模塊等模塊，為客戶提供智能的監(jiān)測能力。解決方案方案介紹智能監(jiān)測系統(tǒng)，適配 JT/T808-2011、MQTT、MODBUS 等常用的行業(yè)協(xié)議或接口，將攝像頭、溫濕度傳感器等不同行業(yè)終端

6、 方便快捷的接入系統(tǒng)。通過這些行業(yè)終端設(shè)備，采用無線傳輸 方式，實時采集監(jiān)測點位的環(huán)境數(shù)據(jù)（煙霧、溫度、有害氣體、環(huán)境畫面等）并上報至系統(tǒng)。采用時序數(shù)據(jù)庫集群，能夠存儲 海量的媒體、文本等數(shù)據(jù)，通過其對數(shù)據(jù)的高并發(fā)寫入，極速 聚合查詢能力，靈活有效的對數(shù)據(jù)訪問并進行統(tǒng)計分析，為用 戶形成分析視圖。提供規(guī)則引擎能力，用戶可根據(jù)業(yè)務(wù)需求， 自定義觸發(fā)器規(guī)則，在實際監(jiān)測環(huán)境中發(fā)現(xiàn)異常情況自動告警。提供 API 引擎能力，實現(xiàn)多平臺業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，方便用戶進行業(yè)務(wù)整合。提供Web 頁面、APP 客戶端、微信小程序等多終端的展示方式，方便用戶隨時隨地，實時查看監(jiān)測點位信 息，遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。系統(tǒng)架構(gòu)

7、 263 千里眼平臺第三方業(yè)務(wù)平臺 間接管理傳感器/行業(yè)設(shè)備直接管理傳感器/行業(yè)設(shè)備網(wǎng)關(guān)設(shè)備素材庫模型庫數(shù)據(jù)層終端數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)終端層系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用數(shù)據(jù)機器學(xué)習(xí)信息上報遠(yuǎn)程管控自檢修復(fù)鑒權(quán)認(rèn)證任務(wù)獲取軟件升級混合處理數(shù)據(jù)接口運營情況智能應(yīng)用表情識別數(shù)據(jù)源管理監(jiān)控管理業(yè)務(wù)日志告警日志告警接口人臉識別樣式管理模板管理告警統(tǒng)計終端在線終端日志操作日志智能監(jiān)控管理日志管理網(wǎng)管接口視頻處理BBOSS接口圖像處理業(yè)務(wù)能力層統(tǒng)計分析任務(wù)發(fā)布任務(wù)維護軟件升級認(rèn)證鑒權(quán)安全管理群組管理圖像/視頻傳感器終端接口任務(wù)審核任務(wù)創(chuàng)建遠(yuǎn)程管控終端監(jiān)控權(quán)限管理用戶管理任務(wù)管理終端管理基礎(chǔ)管理行業(yè)建模接口層網(wǎng)關(guān)終端接口數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)

8、分發(fā)數(shù)據(jù)存儲其他策略重試策略應(yīng)用運行應(yīng)用維護控制數(shù)據(jù)清洗批處理實時處理告警策略監(jiān)控策略應(yīng)用創(chuàng)建應(yīng)用開發(fā)回放數(shù)據(jù)檢索數(shù)據(jù)處理策略管理智能應(yīng)用管理實時視頻數(shù)據(jù)域千里眼平臺接口展現(xiàn)層運營管理員用戶（安全管理員/生產(chǎn)人員等）系統(tǒng)管理員數(shù)據(jù)庫/文件系統(tǒng)運營分析視圖終端監(jiān)控視圖告警視圖智能監(jiān)控視圖其他展示設(shè)備手機客戶端用戶門戶管理門戶圖 2 智能監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)圖終端層：終端設(shè)備統(tǒng)一管理，鑒權(quán)認(rèn)證、信息上報、遠(yuǎn)程管控、自檢修復(fù)等。業(yè)務(wù)層：各業(yè)務(wù)管理模塊，如應(yīng)用管理、策略管理、信 息處理、終端管理、日志管理、任務(wù)管理、賬戶管理等。展現(xiàn)層：為用戶提供監(jiān)控視圖、告警視圖、運營分析視圖等。接口層：平臺擁有能力開放能力

9、，提供第三方接口，可與其他多個業(yè)務(wù)平臺對接，實現(xiàn)平臺之間業(yè)務(wù)能力與數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。數(shù)據(jù)層：平臺可管理多種數(shù)據(jù)，包括應(yīng)用數(shù)據(jù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、終端數(shù)據(jù)等。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計 264 門戶REST API RoutingREST API RoutingREST API RoutingAPI網(wǎng)關(guān)REST API Routing內(nèi)部服務(wù)集群發(fā)布/訂閱發(fā)布/訂閱注冊/發(fā)現(xiàn)注冊/發(fā)現(xiàn)設(shè)備管理子系統(tǒng)規(guī)則引擎子系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)認(rèn)證鑒權(quán)子系統(tǒng)注冊/發(fā)現(xiàn)注冊/發(fā)現(xiàn)注冊/發(fā)現(xiàn)存儲存儲存儲存儲注冊中心 同步 Eureka1Eureka2OpenTSDB集群 Mysql服務(wù)器l（3臺）定時任務(wù)子系統(tǒng)Kafka1注冊/發(fā)

10、現(xiàn)注冊/發(fā)現(xiàn)sseerrvverr11Kafka2ZK集群（3臺）sseerrvverr22Schedulle-manager發(fā)現(xiàn)注冊/發(fā)現(xiàn)Kafka3sseerrvverr33Rediis服務(wù)器存儲發(fā)布/訂閱設(shè)備接入子系統(tǒng)注冊/REST API組網(wǎng)說明：圖 3 智能監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎⒖偩€集群設(shè)備接入子系統(tǒng)設(shè)備接入子系統(tǒng)的主要功能是依據(jù)不同的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備（或者網(wǎng)關(guān)）數(shù)據(jù)通訊連接方式，提供協(xié)議適配，實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)層的各類型終端設(shè)備的大規(guī)模接入。通過消息總線對接設(shè)備管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、規(guī)則引擎子系統(tǒng)。適配協(xié)議：JT/T808-2011、MQTT、RESTFul API、MODBUS、

11、EDP 等常用的行業(yè)協(xié)議或接口。 265 設(shè)備管理子系統(tǒng)設(shè)備管理子系統(tǒng)對終端設(shè)備進行統(tǒng)一管理，不僅提供設(shè)備信息、設(shè)備群組、數(shù)據(jù)流等業(yè)務(wù)模型的管理功能，還提供設(shè)備控制模塊，實現(xiàn)對設(shè)備的命令控制功能。規(guī)則引擎子系統(tǒng)規(guī)則引擎子系統(tǒng)主要是支持平臺上層規(guī)則相關(guān)業(yè)務(wù)，提供規(guī)則管理、規(guī)則引擎等功能。負(fù)責(zé)支持設(shè)備觸發(fā)器管理，完成平臺針對設(shè)備數(shù)據(jù)流的觸發(fā)規(guī)則管理功能。數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)配合設(shè)備管理子系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)流對應(yīng)的來自終端設(shè)備的數(shù)據(jù)收集與存儲。數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)采用 HTTP 協(xié)議進行消息通信，提供安全、靈活和有效的數(shù)據(jù)訪問和查看接口。數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)提供多類型數(shù)據(jù)庫以支持異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成、存儲，如內(nèi)存

12、數(shù)據(jù)庫 Redis、時序數(shù)據(jù)庫 OpenTSDB、文檔數(shù)據(jù)和異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫 MongoDB 等。認(rèn)證鑒權(quán)子系統(tǒng)認(rèn)證鑒權(quán)子系統(tǒng)提供平臺用戶賬號管理、APIKey 管理和組織/企業(yè)信息管理，以及請求的訪問控制功能。認(rèn)證鑒權(quán)子系統(tǒng)采用 HTTP 協(xié)議進行實時消息通信，負(fù)責(zé)將用戶開戶數(shù)據(jù)同步， 以及登陸認(rèn)證等。定時任務(wù)定時任務(wù)子系統(tǒng)對接規(guī)則引擎子系統(tǒng)、設(shè)備管理子系統(tǒng)和設(shè)備接入子系統(tǒng)，主要實現(xiàn)觸發(fā)器、數(shù)據(jù)流、指令接受模塊對 266 消息總線的定時訂閱功能。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用 MySQL 數(shù)據(jù)庫，默認(rèn)每個子系統(tǒng)獨有一個數(shù)據(jù)庫實例， 使用分布式數(shù)據(jù)庫中間件（如 Mycat），實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的分表分庫。文件服務(wù)器

13、文件服務(wù)器主要是解決終端設(shè)備上傳的音視頻文件的存儲問題，提供設(shè)備文件的上傳接口和文件的下載接口。消息總線消息總線對接設(shè)備接入子系統(tǒng)，主要實現(xiàn)終端設(shè)備數(shù)據(jù)的緩存、路由分發(fā)及負(fù)載均衡功能。支持復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的高速緩存，為業(yè)務(wù)高峰時期大流量終端業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并發(fā)接入場景提供數(shù)據(jù)緩沖服務(wù)。平臺可依據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的訂閱關(guān)系實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速分發(fā)。平臺將依據(jù)不同終端的數(shù)據(jù)類型和連接請求的類型， 形成不同的服務(wù)單元，把數(shù)據(jù)流量負(fù)載分?jǐn)偟较鄳?yīng)內(nèi)容的服務(wù)器，從而分散數(shù)據(jù)流量壓力，實現(xiàn)負(fù)載均衡。消息總線采用開源消息中間件實現(xiàn)，如 Kafka、RocketMQ等。功能設(shè)計設(shè)備管理子系統(tǒng)：主要用于管理接入到平臺中的所有終端類設(shè)備，

14、包括攝像頭、傳感器、網(wǎng)關(guān)、邊緣設(shè)備等。設(shè)備管理子系統(tǒng)包括對設(shè)備的基本信息管理、狀態(tài)監(jiān)控、策略管理和接入管理等?？蛇h(yuǎn)程操控設(shè)備，進行升級、狀態(tài)檢測等。邊緣計算子系統(tǒng)：提供邊緣計算的管理與支撐功能等，包括邊緣應(yīng)用、協(xié)同計算、遠(yuǎn)程部署和機器學(xué)習(xí)等。 267 數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)：提供各類設(shè)備上報數(shù)據(jù)的管理功能，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、訂閱分發(fā)以及數(shù)據(jù)開放等。應(yīng)用管理子系統(tǒng)：用戶可自行創(chuàng)建應(yīng)用，對應(yīng)用及其生命周期進行操作和管理。例如可創(chuàng)建一個環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用，管理其中的監(jiān)測設(shè)備、監(jiān)測數(shù)據(jù)，對應(yīng)的監(jiān)測視圖、設(shè)置的報警觸發(fā)器、告警規(guī)則及告警處理等。用戶可通過可視化應(yīng)用編輯界面來快速創(chuàng)建應(yīng)用，如下圖。通過拖拽左側(cè)應(yīng)用

15、元件庫的元件， 在右側(cè)選擇相應(yīng)的設(shè)備、數(shù)據(jù)流等進行綁定，即可完成應(yīng)用的創(chuàng)建，簡單快捷。圖 4 可視化應(yīng)用創(chuàng)建系統(tǒng)管理子系統(tǒng)：提供系統(tǒng)管理相關(guān)的基礎(chǔ)功能，包括賬號系統(tǒng)、日志系統(tǒng)、告警系統(tǒng)以及統(tǒng)計分析等。視頻/圖像 AI 處理子系統(tǒng)：提供視頻/圖像處理相關(guān)功能， 用戶在平臺上能夠配置指定圖片和圖片，視頻/圖片和數(shù)據(jù)流的合成展示。能力開放與集成子系統(tǒng)：提供第三方接口能力，用戶可在平臺配置對第三方平臺開放的服務(wù)，第三方平臺通過對應(yīng)的服 268 務(wù)接口即可訪問使用對應(yīng)的服務(wù)。系統(tǒng)優(yōu)勢海量的數(shù)據(jù)采集：采用時序數(shù)據(jù)庫集群，可存儲海量的視頻、音頻、圖像、文本的等采集數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的高并發(fā)寫入，極速查詢能力

16、。多協(xié)議適配：不同的終端設(shè)備，使用的協(xié)議是不同的。平 臺支持主流物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，如 JT/T808-2011、MQTT、RESTFul API、MODBUS、EDP 等常用的行業(yè)協(xié)議或接口，通過網(wǎng)關(guān)適配器，方便不同的終端設(shè)備快速接入系統(tǒng)，簡化了連接過程。智能服務(wù)：平臺基于機器學(xué)習(xí)算法、計算機視覺、自然語言處理等技術(shù)，提供圖像識別、人臉識別、視頻/圖像處理等功能，在一些應(yīng)用場景中為用戶提供智能服務(wù)。數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通：通過平臺多協(xié)議適配能力，能夠使設(shè)備和設(shè)備之間，設(shè)備和平臺之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。通過平臺的API 引擎能力，可將平臺的應(yīng)用服務(wù)以及數(shù)據(jù)通過 API 接口開放給第三方平臺使用，用戶可在平臺自己管

17、理將哪些服務(wù)和數(shù)據(jù)開放出去，實現(xiàn)平臺與平臺之間的業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。安全及可靠性系統(tǒng)建設(shè)軟硬件產(chǎn)品需滿足企業(yè)客戶安全評估要求，應(yīng)用軟件需具備信息安全基本保障要求，預(yù)防出現(xiàn)信息泄密。在系統(tǒng)級、應(yīng)用級、網(wǎng)絡(luò)級提供各自的安全手段和措施，為系統(tǒng)提供全方位、立體化的安全實施方案。在數(shù)據(jù)保密、安全措施上采取較縝密的權(quán)限與加密管理，以保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全。系統(tǒng)應(yīng)具有成熟的應(yīng)用基礎(chǔ)，在技術(shù)服務(wù)和維護響應(yīng)上同 269 用戶積極配合，確保系統(tǒng)的可靠。在設(shè)備的選擇和關(guān)鍵設(shè)備的互聯(lián)時，應(yīng)提供充分的冗余備份，一方面最大限度地減少故障的可能性，另一方面要保證系統(tǒng)能在最短時間內(nèi)修復(fù)。成功案例廣西省玉柴廠房監(jiān)控項目圖 5 廣西省玉柴廠房監(jiān)控項目通過在廣西玉柴企業(yè)的倉庫、噴氣車間、三坐標(biāo)室部署的 監(jiān)控攝像頭和傳感器?？梢詫崟r查看高清視頻監(jiān)控，對圖像高 清晰回放，提高了倉庫的安全級別，節(jié)約人力成本；監(jiān)測噴氣 車間溫度、濕度、甲醛、揮發(fā)有機物、PM2.5、PM10，將數(shù)據(jù)呈 現(xiàn)給監(jiān)控