網絡云技術在雨量遙測系統中的應用

翁碩

摘要：本文基于XX雨量遙測系統利用網絡云技術進行系統平臺改造升級，實現了各監控站點第一時間將雨量信息傳輸至系統中心，集中顯示以為防汛指揮決策提供支撐。對系統建設過程中相關技術應用原理、網絡平臺數據安全性等問題進行初步探究。

關鍵詞：云技術;數據安全;趨勢

中圖分類號：TP873 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）07-0081-02

1 項目建設情況

XX雨量遙測系統始建于2002年，系統采用海事衛星系統通訊方式，共有8個雨量遙測站。2007年時因海事衛星設備運行維護管理難度大且通信費用高，統一更換成移動 GSM短消息通信方式。

現有8處雨量站均處于xx水庫庫區，為庫區防汛供水調度提供數據支撐，但是引水工程沿線各雨量站一直采用人工測量電話報送的方式，沒有自動雨 量設施，隨著新建大型水庫調蓄工程的運行，XX引水渠又承擔了反向供水 的重任，防汛供水調度更加復雜，為了提升防汛供水信息化技術水平，更 好的服務于引水工程，2017年對原雨量系統進行了再次升級改造，即組建了雨量遙測云平臺。實現了各監控站點第一時間將雨量信息傳輸至系統中心，集中顯示以為防汛指揮決策提供支撐。

2 系統總體架構及云平臺

系統整體采用云計算技術搭建雨量遙測云平臺，以“云平臺”方式實現數據接收、存儲、展示、查詢、分析等功能。主要由采集端（一體化自動雨量站）、通信網絡（移動無線網或政務網）以及云平臺構成。

根據分層理論，將云平臺根據基礎服務、數據、軟件系統，劃分為Iaas（Infrastructure-as-a-Service）基礎設施平臺即平臺、Paas（Platform-as-a-Service）平臺即服務、Saas（Software-as-a-Service）軟件即服務。Iaas是指消費者通過Internet可以從完善的計算機基礎設施獲得服務。這類服務稱為基礎設施即服務。通過軟件平臺系統將大量的硬件資源進行集中管理，根據用戶請求進行按需分配存儲空間、計算能力、內存大小、防火墻、操作系統、網絡環境等基礎設施，以滿足用戶需求。

3 系統通信組網及數據流程

3.1 系統總體通信組網

網絡采用三層隔離，建立在一個共用的基礎網絡上，所有進入服務器的請求都必須經過阿里云防火墻和安全策略組，再通過應用服務器的防火墻進入內網。雨量自動監測站采用GPRS 通訊方式。

3.2 雨量遙測云平臺數據接入

此次雨量遙測云平臺采用租用阿里云服務器來實現云平臺搭建，利用阿里云服務器租賃的4M帶寬專線進行雨量數據在線接收。由移動公司的網管中心通過專線將遙測數據傳送至云服務器集群，首先經過防火墻，由通信服務程序進行的檢錯、數據格式歸一化處理，再以TCP/IP方式發送給數據庫服務器，由入庫軟件程序進行數據解析、標記、合成等處理后，將數據寫入相應的數據庫。

在云服務器上運行一套WEB服務軟件，該軟件從數據庫中讀取遙測數據，通過網頁的方式，以圖形化的界面顯示實時遙測數據及統計分析報表等。

3.3 系統數據流程

雨量自動監測站采用自報或自報—確認體制工作模式采集相關數據，雨量監測站的監測參數具有獨立的工作體制，雨量監測站由雨量信號觸發或數據采集定時器觸發測量，并將測量結果（數據）通過GPRS終端通過GPRS無線網絡發給移動網管中心，移動網管中心通過專線或互聯網將數據發送到云平臺中心，云平臺中心部署的數據監控軟件通過通訊服務器軟件和系統監測軟件服務器程序對 數據進行存儲、處理、顯示，由數據存儲服務器程序將數據按雨水情數據格式和 指定格式要求寫入數據庫的相應庫表。實時雨量發送通過閾值進行控制發送密度（建議1mm），雨量自動監測站定時（建議12小時）向中心發送自身狀態（平安報），并等待中心確認收到的回令及校時或配置命令，如果沒有收到中心回令 可重新發送狀態信息。采用這種工作模式，可使監測站在不發送數據時進入掉電 狀態，可大大降低監測站功耗，節約太陽能電源配置，又能滿足系統對數據的實 時性和密度要求。

3.3.1 測站工作體制數據流程

本系統通訊方式采用GPRS信道。遙測站將采集到的雨量參數數據和設備狀態按照設定的策略分別發送到監測云平臺以及其它用戶。

系統采用自報、自報—確認和應答三種工作體制混合組網。一般地，遙測站采用自報或自報—確認方式主動向中心站或其它數據用戶發送數據，當中心站或其它數據用戶需要了解當前某個遙測站的數據時，可先將遙測站喚醒，然后發送召測 命令，采集遙測站最新的數據。

中心站或其它數據用戶需要讀取遙測站內存貯的自記數據時，可先將遙測站喚醒，然后發送讀取自記命令，讀取遙測站某一段時間內的自記數據。

3.3.2 GPRS數據流程

遙測站發送數據時，首先要建立GPRS網絡連接，經過鑒權、身份認證以后建立PPP連接。遙測站將遙測數據以UDP的數據包的形式，通過已建立的PPP連接發送到移動公司的網管中心，再通過中心站到網管中心的專線（或其它線路），將遙測數據傳送至中心站的局域網（或中心站的計算機）。

4 云平臺的優缺點分析及發展趨勢

系統建立云平臺優點主要是基礎設施可以動態擴展，今后升級可根據需求而增加基礎設施的配置和容量。用戶只為自己使用到的部分付費，降低運營成本。付費后可以立即獲取需要的升級，無須等待較長時間。其缺點主要體現在安全性、穩定性不確定。如果服務提供商網絡環境出問題，會引起用戶不能訪問到提供的基礎設施，造成運行在其上的Paas、Saas也不能提供服務。

目前大數據時代來臨，按X市大數據工作推進小組辦公室要求，信息系統納入政務數據資源目錄并上鏈。上鏈加入到政府部門的云平臺管理勢必增加了網絡數據的安全性，并且有規劃的數據管理也增強了信息的共享性和應用性。

5 結語

隨著網絡技術的快速發展，云環境為信息系統建設提供了基礎設施即時性的便捷。通過在其平臺上自適應部署應用程序，就可以不必擔心要預先采購大型的系統。這增加了靈活性，降低了風險和運營成本。同時根據應用程序請求量更高效的管理資源以及有效的按需釋放資源，實現了資源的合理使用。但是趨之若鶩的傾向新技術、新模式，緊接著要面臨的是海量的數據如何系統的規劃存儲和管理，以及日后的安全性是將來云平臺持續、健康發展要考慮的首要問題。

參考文獻

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