基于云計算和大數據的可視化環保設備監管系統研究

摘 要：該系統通過云計算服務與環保設備進行數據交互，并通過大數據服務進行數據分析、匯總，直接將數據以可視化界面進行展示或以告警和建議的方式進行展示。該系統能夠實現環保部門由被動的人為管理模式向主動的系統級管理模式的轉變，可有效輔助國家環保政策的實施。

關鍵詞：云計算；大數據；可視化；環保設備；監管服務系統

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.149

1 引言

目前，由于環境污染的情況有趨于嚴重的原因，國家出臺了諸多的政策對環境問題進行整改，但是由于在環境治理方面存在諸多的客觀因素，所以給環保部門的監管造成一些困難，尤其是對分散在各處的環保設備的監管最為困難。很多環保設備被閑置或者是開機不夠充分，得不到充分的運用。所以建立一種統一的管理平臺，直觀的對環保設備進行監管，就成為一種迫切的需求[1-2]。

2 系統研究

基于云計算和大數據的可視化環保設備監管服務系統，其特點是包括服務平臺，所述服務平臺通過云計算服務與環保設備進行數據交互，并通過大數據服務進行數據分析、匯總，直接將數據以可視化界面進行展示或以告警和建議的方式進行展示。

如圖1所示，基于云計算和大數據的可視化環保設備監管服務系統主要由服務平臺、硬件采集器和各種環保設備組成。服務平臺可通過云計算服務與設備進行數據交互，也可以通過硬件采集器與設備進行數據交互，環保設備和硬件采集器通過有線網絡、WIFI、移動通訊網絡（包含2G以后的所有網絡制式）、串口等方式收發數據，不具備數據收發功能的設備則通過硬件采集器實現數據收發。一部分數據由服務平臺以可視化界面向相關人員展示，一部分數據通過大數據分析后以告警和建議的方式向相關人員展示。服務平臺也可以發送指令來控制設備的運行。

（1）環保設備包含了普通含義上的各類單獨的環保設備，不包括專業的大型系統級環保系統，如廢水處理、煙塵處理、垃圾處理、泔水處理設備等。對于具備數據發送和接收功能的環保設備，服務平臺可以直接與設備進行數據和指令交互。對于不具備數據發送和接收功能的環保設備，服務平臺通過硬件采集器與環保設備進行數據交互。

（2）硬件采集器用于獲取環保設備的位置坐標、上電信息以及斷電信息、運行參數以及產出物數量、所處環境的溫度、濕度、視頻、音頻信息；硬件采集器用于檢測具有消耗材料的環保設備的耗材消耗情況；用于固化環保設備的廠家、型號信息；用于根據服務平臺的相關指令控制環保設備運行。硬件采集器可通過有線及無線網絡、移動網絡（包含2G以后的所有網絡制式）和串口與環保設備進行數據交互；通過有線及無線網絡、移動網絡（包含2G以后的所有網絡制式）向服務平臺發送數據。

（3）服務平臺接受到位置坐標后，在展示界面中展示相應環保設備的位置，當位置坐標與安裝信息不符時發出告警；服務平臺根據上電和斷電信息數據，自動計算設備運行時間，進而判斷運行時間是否符合相關規定，不符合的發出告警；服務平臺接收到設備的運行參數和產出物數據后，在展示界面中展示，并根據標準數據分析設備運行是否正常，產出是否正常；服務平臺收到設備的耗材消耗數據后，在展示界面中展示，并通過與標準數據對比分析耗材是否正常，存在異常的情況時自動反饋給環保設備廠家并提醒廠家及時上門補充耗材；服務平臺將環保設備的廠家、型號、參數信息通過后臺指令的方式發送給硬件采集器，硬件采集器將設備信息固化至硬件，服務平臺通過相關信息進行資產管理和電子盤點；服務平臺根據環保設備所處環境的溫度、濕度、視頻、音頻數據，分析設備環境是否達標以及是否需要進行溫濕度控制，視頻和音頻信息則向管理人員展示；服務平臺向硬件采集器或者是環保設備發送不同的指令，控制環保設備運行。

（4）服務平臺向管理人員進行數據展示的展示界面包括GIS地圖和可視化界面。所述GIS地圖用于根據位置坐標展示相應環保設備的位置。可視化界面用于展示接受到的各種數據、或分析出的各種數據及告警內容。

3 小結

基于云計算和大數據的可視化環保設備監管服務系統實現了分散在各地的環保設備的統一管理和控制，實現了相關部門的管理模式由被動的人為方式向主動的系統級管理的轉變，而且借助于云計算服務，相關部門不需要購買價格昂貴的服務器自行搭建服務器硬件，只需要使用云計算服務提供的運行環境就可以完成整個系統的搭建，節省人力物力，可有效輔助國家環保政策的實施。

參考文獻：

[1]張驥，高翔，陳曼丁，黨兆峰.天津市污染源在線監測數據管理系統的設計與功能分析[J].安全與環境工程，2012（03）：63-66.

[2]齊丹.基于云計算的環保物聯網污染源在線監控系統設計與實現[D].天津大學，2012.

作者簡介：王志（1985-），男，江蘇江都人，本科，助理工程師，研究方：嵌入式軟件開發、網絡通訊、服務器軟件開發。