顺舟智能推出智慧工地扬尘污染监控系统解决方案

2017-12-26 10:16 企业新闻   来源:中国工控网

导读在快速发展的物联网时代,顺舟通过物联网以及云计算技术,实现了实时、远程、自动监控颗粒物浓度以及现场视频、图像的采集;数据通过网络传输,可以在电脑、手机、平板电脑等多个终端访问。  

物联网技术矩阵的“六层、两域”结构

扬尘污染监控系统是符合GB3096-2008《声环境质量标准》和GB3095-2012《环境空气质量标准》中规定,进行不同声环境功能区扬尘重点监控区监测点的连续自动监测且具有完善功能的扬尘噪音监测设备,主要适用于数字城管、智慧城市、建筑工地、工厂、拆迁工地、码头、产业园、社区、道路扬尘环境监测监控中心;监测的数据指标包括PM2.5、PM10、扬尘浓度、噪音指数、温湿度以及风向风速和气象参数。

在快速发展的物联网时代,顺舟通过物联网以及云计算技术,实现了实时、远程、自动监控颗粒物浓度以及现场视频、图像的采集;数据通过网络传输,可以在电脑、手机、平板电脑等多个终端访问。

一、系统组成部分

监测系统采用Zigbee、WiFi、4G等多种无线技术进行扩展,硬件由服务器、智能网关、RS485转Zigbee无线数传设备、Zigbee无线采集设备及传感器等组成。

(1)PM2.5/PM10传感器:也叫粉尘传感器、灰尘传感器,可以用来检测我们周围空气中的粉尘浓度。本产品是一款工业标准输出(4~20mA /RS485)的PM监测仪(MODBUS RTU)

(2)室外温湿度传感器:是用于室外气象监测系统中对温湿度的测量的产品,具有线性响应、测量范围宽、精度高等特点,且探头解决了温度漂移及温度补偿等问题(MODBUS RTU)

(3)风速风向一体传感器:采用一体化结构设计,将风速和风向传感器集成到一个单元中,且将传感器电子件密封于防水结构件内,可防灰尘、污染物及电磁干扰。可广泛应用于气象、水利、环保等多种常规测风领域。(MODBUS RTU)

(4)噪声传感器:噪声变送器是一款可应用于城市各功能区噪声监测、道路交通噪声监测、区域环境噪声监测、噪声源监测等领域的一款设备。内置高灵敏度传感器、数据采集模块。是工业现场噪音信号不失真地以 485通讯(MODBUS协议)或4-20mA标准信号输出,可直接与用户的采集器或PLC设备配套使用(MODBUS RTU)

(6)顺舟网关DTU:提供4G上行功能,实现传感器无线数据与服务器平台的数据交互。

二、系统拓补图

 

三、采集设备端选型

1、网关DTU可选顺舟智能SZ11-GW-3聚盒1代超级工业网关

此次应用需要的功能:无线采集传感器输出的信号,并通过4G网络透传至服务器。

“聚盒1代”超级网关,利用公网无线网络+小无线网络为用户提供了免去现场布线以及无线长距离数据传输的功能。

该产品采用高性能的工业级32位处理器以及工业级的无线通信模块,同时提供1个串口(RS232/RS485),4个以太网LAN口,1个以太网WAN口,并且支持WIFI做AP/Repeater/STA,所以可以同时连接串口设备、以太网设备和WIFI设备,兼容电信、移动、联通2、3、4G网络,为物联网的应用搭建了完美的平台。

2、4G/GPRS串口转IP设备,根据传感器和采集器串口类型,可选RS232或RS485接口。

此次应用需要的功能:GPRS接传感器或采集器,将采集到的数据串口转换为IP数据,实现服务器和传感器的数据透明传输。

如下为产品外观:

 

 

 

 

参照物联网技术的自然组成结构,以及信息产业格局和物联网商业视角的分层架构,物联网的技术矩阵可分成六个层次。从下至上为:元素层、器件层、终端和节点层、(信息)资源汇聚层、平台服务层、应用层。

技术矩阵分成两个“域”:“边缘域”、“云端域”,两“域”的边界主要体现在终端和节点层、资源汇聚层、应用层。

 

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物联网的六层技术

1、元素层

信息科学中的自然现象和效应,是各种基础信息科学的集合,是构建器件层的基础(物联网最基本的技术元素)。包括电学、电磁感应、微波原理、电路理论等等。

2、器件层

信息产业中的基本元器件,主要是各类电子元器件、电路模组和功能板件,包括芯片、电路板卡、电源、存储器、信号输出输入设备,传感器和执行器。在这一层,“软件”除了包括电路设计外,还包括嵌入式开发的程序,在电子器件出厂前,其内部的“软件”就基本固定了。

3、终端和节点层

主要包括两类物理实体:

A、物联网的终端,包括非智能终端(也称“哑终端”,一般没有数据处理的能力,只能通过网络上报传感数据,或接受操控数据)、智能终端设备(例如工业机器人)、用户智能终端(手机、笔记本)。

B、专用的信息处理节点:网络设备、计算设备、存储设备。虽然这些节点都具备网络接口、计算和存储器件,但是它们通常都提供某一种专用的信息能力。就比如:运营商IP承载网中的路由器(网络)、云计算中的刀片服务器(计算)。

除了哑终端以外,其他设备都具有通用或专用的计算能力。

该层的“软件”,主要为各种终端程序,包括嵌入式程序、操作系统、中间件、通用或定制的应用软件等。

4、资源汇聚层

各类信息资源在此层中汇聚。主要包括三种核心的信息处理的资源和能力:网络(无线网络覆盖、IP骨干网络、互联网及运营商网络的互联)、计算(云计算、大数据、机器学习)和存储(云存储、数据库)。

该层的“软件”,除了终端中运行的各种程序以外,还包括各类信息互通的协议标准、流程规范、服务接口等等。在这一层,信息化能力已经具有了语义化的特征,具备了一定的开放性,并持续朝着更加开放、灵活、模块化的方向发展。

举例:在电信运营商系统外部,虚拟运营商可以和多个国家地区的运营商签署商业合同,在各国运营商网络之上搭建自有网络,汇聚各国的运营商资源后形成一张覆盖全球的网络,成为“国际电信运营商”。当然,那些没有资金构建全球覆盖网络的专业网络服务公司,可以租用虚拟运营商的资源,为一些专用应用构建全球互通的SDN网络。

这种可以在“网络”上不断叠加“网络”的方式,正体现了信息技术的语义化特性。

5、平台服务层

在该层,不仅信息技术被语义化地定义,其它行业技术和实体也实现了语义化(例如工业领域中的“数字化映射”---“数字化双胞胎”)。

为了承载各行业领域的数字化转型,物联网所包含的各类信息技术自身就必须做到语义化。在物联网技术领域之外,各行业的资源和能力,也在此处被模块化封装,通过标准化的信息接口向外界提供服务,应用的开发和运营者可以随取随用。

同时,该层也提供软件开发、运营的工具,便于各类行业系统对技术和设施的使用、组合、评测、维护。在平台服务层,形成了物联网应用的词典(词汇集),各类物联网的资源(设施)是“名词”、各种信息处理功能是“动词”,开发人员将可以将主要精力放置在构建“语句”和“段落”(应用的逻辑功能)上,并最终书写出完整篇章(应用系统、商业体系)。

在这一层中,“软件”包括了物联网服务平台的架构、中间件、接口标准、信息服务规范等等,也融合了各行业中的一些基础性的技术服务(比如平台可以提供气象预测的服务)。

虽然,物联网的平台服务层使得“对物联网技术和各专业技术的设计和组合”更为便捷,但底层技术对应用的开发者并不是完全“透明”的,开发者在构建应用逻辑、运用数据资源和工具的时候,需要厘清底层关键物联网技术的适用范围、成本、特性等等。

只有深入理解物联网“词汇”运用的“语境”,才能编织出一篇“严谨而优美”的“好文章”(物联网应用)。

在这一层,各行业的一些已经模块化的技术,能够通过信息产业的(程序化)封装,向外界提供开放式的服务,以形成各行业在物联网中的公共性语言(词汇)。

不过,这种语言并不是服务于“人”的语言,而是“物”与“物”,即设备、系统之间用以信息交流的语言工具。只要掌握了某种物联网应用的“语言”,那么任何设备都可以理解该应用数据的涵义,使用此应用的物联网服务,操作远端设备并获得反馈。

6、应用层

对物联网行业应用的设计、搭建、运营。开发者和运营者在应用层,选取所需的资源和功能(包括信息技术和行业技术),通过对下层服务的调用,构建自己的行业应用。在物联网技术层级的体系中,应用层之下的五层,都可以理解为应用层的“硬件”;“软件”则是应用开发者自己编写的应用逻辑。

如果应用软件承载于SAAS(软件即服务)之上,系统底层设备由云计算服务商提供,那么在应用中可能就看不到任何物理实体的“硬件”,取而代之的,是下层模块化、标准化的信息服务和行业功能。

应用层和平台服务层,也可以理解为物联网的“创新层”,一个由应用开发者自由发挥、“八仙过海”的层次,在这里,各行业的技术融合复用,实现“组合进化”并引发产业的升级。

物联网的两个域

信息流“接入”和“汇聚”的两种需求,将物联网的技术自然地分成了“边缘”和“云端”两个“域”:有无数设备需要联网,接近物理实体现场的“边缘域”;远离现实物件,但信息集中汇聚的“云端域”。在应用层面,不同的功能需求进一步促进了两域的分隔。

“边缘域”的应用和功能是更倾向于需要实时性的反馈操作,而“云端域”的应用则是更倾向于抽象化的预测分析、海量数据检索等等。

在终端和节点层、资源汇聚层中,两个域所包含的硬件和软件是有差别的。例如,边缘网络中有各类终端配备传感器---用以感知物理世界;但云端网络中的设备则只有标准的信号输出输入接口。

边缘网络会部署各种类型的网络协议,包括了有线网络和无线网络、“对等网络协议”和“非对等网络”(备注:“TCP/IP”是一种对等网络协议,而RFID技术在无线侧则不是对等网络协议);而“云端域”只有对等网络协议,例如IPv4、IPv6。

标签:  顺舟智能[1]    扬尘污染监控[1]
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