基于EM平臺的數據匯集子平臺的研發和應用

李 強

(沈陽智信佰達科技有限公司，沈陽 110000)

1 EM平臺的研發

EM平臺全稱Easy-Monitoring平臺，是基于云平臺架構的物聯網監測平臺，由兩大平臺組成，一個是數據中臺另一個是應用平臺，數據中臺主要負責數據的匯集、整編、分析、儲存、計算以及與應用平臺或者第三方平臺的數據對接、支撐、轉發和共享；應用平臺是行業平臺也是業務平臺，根據不同行業標準和規范以及用戶的具體業務需求定制開發應用模塊組成千人千面的行業應用平臺，為用戶提供優質的數據服務[1]。

2 數據中臺的總體設計

數據中臺包含物聯網平臺、數據交互與分析平臺和應用支撐平臺三部分主要是實現對分布在世界各地的多種類型、通訊協議復雜的工業設備進行數據協議解析、大數據分析、數據應用開發及實現。

物聯網平臺：采用分布式設備數據處理技術，支持對數據的匯聚、通信協議的解析、數據的分析、數據的處理和數據的儲存。

數據交互與分析平臺：主要用于業務數據的分發、各種數據的加密、大規模設備的接入、各種關系型和非關系型數據的挖掘分析，各種數據的二次應用。

應用支撐平臺：通過應用云平臺的方式為用戶建設一套集設備管理、網關管理、變量管理、報警管理、設備運維、地理信息系統和業務應用模塊為一體的綜合的行業應用平臺，從而為客戶量身打造一套專業的分布式設備遠程運營管理平臺，為應用平臺提供有力的數據和技術支持[2]。

3 數據中臺總體架構

從技術實現和數據服務的角度，數據中臺分為4個層次，稱為“一源三臺”：一源是指一個數據資源池，遵循“一數一源”的建設原則，將數據分為五大類，即基礎數據、監測數據、業務數據、空間數據和多媒體數據。三臺是指物聯網平臺、數據交互與分析平臺和應用支撐平臺，按照先后層次和順序組成了數據中臺。①物聯網平臺是專門負責數據的匯聚、處理、分析和儲存的平臺，對于自動采集站點采取設備配置、采集點配置、網關配置和協議配置來完成數據匯集和儲存格式的統一，人工采集上報只需配置采集點即可，外部數據的對接和共享在解析通訊協議和數據格式的前提下通過數據同步來完成，離線互換數據與外部對接相似，不同點是離線互換不是實時交互數據，是定期通過儲存媒介導入數據來完成的。②數據交互與分析平臺用于數據的分發、加密、挖掘、交換和應用，這里的數據主要是實時數據，還有少部分的人工上報數據、地圖數據和遙感數據。③應用支撐平臺將所有統一的通用服務集成在此，減輕上層業務應用平臺的負擔，方便服務模塊的管理，提高平臺整體運行效率，降低未來的維護成本。系統架構圖見圖1。

圖1 數據中體總體架構

4 平臺功能

4.1 設備管理

4.1.1 設備信息空間展示

設備的空間展示采用google、百度、天地圖等公共地圖資源或者自繪地圖，在地圖上采用圖表的形式展示各類設備的空間分布，空間分布支持點聚合展示(即在某一個區域點分布比較集中的情況下聚合在一起展示，并顯示該區域的點數)。在地圖的右側提供(默認按照設備名稱排序)設備列表，設備列表中展示基本的設備狀態、名稱和編號。地圖的下邊是設備的告警信息，告警信息需要人工進行處理。

4.1.2 設備信息管理

設備信息管理支持設備信息的在線增加、刪除和修改。主要包括網關信息配置、設備信息、配置、變量信息配置和典型機型管理。

4.1.3 設備全生命周期管理

以設備全生命周期檔案信息為基礎，著重采集設備運行參數、環境信息等數據，設備運行超過生命周期，自動提醒更換備品備件。如果設備在使用期間損壞過、維護過都會有相應的運維記錄，保證使用的連續性[3]。

4.1.4 設備運行監控模塊

實時采集理設備的運行參數，包括溫度、電壓等；通過應用系統，在 PC，APP，大屏對各流程設備的運行狀態以及參數的變化進行實時的監控；實現故障報警。依據每天設備的上數情況，如果依照采集時間間隔，當天沒有任何數據上來，則認為設備故障。

4.1.5 設備智能升級及分組

如果設備與LCU控制柜連接，平臺有支持的接口，與設備的 PLC 進行對接，實現 PLC 程序的傳輸、接收和解析等。所有的設備支持人工分組，分組名稱可以自由定義。

4.1.6 設備模板

設備模板主要是指一類設備，該設備固定按照字節長度采集指定的點，主要為在向網關添加設備的時候，直接指定目前所支持的設備，之后智能網關上會自動按照設備模板定期采集設備的信息，并上報道云平臺。

4.1.7 基礎數據管理

通過智能物聯網網關，自動采集設備(PLC、RTU、現場采集設備)的數據，通過平臺協議，按照設定時間上報到平臺服務器，平臺服務器上為所有的訂閱者分發智能網關上來的數據。智能網關同時也是平臺的訂閱者，上層業務可以向對應平臺服務器發布消息，實現數據下行配置和設備召測數據[4]。

4.1.8 數據中臺能解決哪些實際的問題

與普通的軟件系統和平臺相比數據中臺的強大在于能夠匯集各種類型和各種廠家的不同設備，平臺基于標準協議(485協議、Modbus協議等)對設備數據進行解析，也可通過數據同步將數據共享到平臺數據庫，然后由用戶自由定義各參數的含義和用途，平臺的高兼容性為未來的智慧整合提供了有利的數據基礎。

4.2 平臺對接入的采集設備執行身份認證制度

即平臺會給每一次接入的設備一個身份識別碼，這個編碼會隨其整個生命周期，編碼不重復，即是同一設備兩次接入也會有兩個編碼且第一個編碼會作廢。這樣就能夠保證設備、部位、數據的唯一性，做到“一數一源”，并且無論是更換設備、管理設備還是銜接數據(同一部位，先后幾個設備工作后采集的數據)都能夠自動準確地處理，不會造成數據丟失、不兼容、錯誤等問題。

4.3 與其他軟件平臺相比數據中臺具有完善的后臺自定義和工具模塊

首先后臺自定義可以根據用戶需求隨意改變接入設備的屬性和數據格式按照用戶意愿配置；其次對于新建項目、為項目分配自動采集設備、在一張圖上添加要素信息等這些之前通過代碼來實現的功能現在通過工具模塊都可以在前臺實現；最后對于應用層需要的計算整編數據，數據中臺也能夠在前端提供以及通過選擇實現，復雜的計算模塊可以通過共享和對接來實現。

5 結 論

這樣云架構的數據中臺改變了傳統軟件平臺的定制開發模式，利用SOA架構和微服務將應用從模塊向工具進行演化，在提高建設效率的同時讓數據后臺更加方便靈活，穩定可靠，使其功能更加強大，不但能夠保證數據的安全、準確、及時、穩定、有效，還能減輕應用層的負擔，將數據壓力下放。相信在未來的物聯網云平臺應用中將會成為主流和趨勢，為大規模集團式的水利信息化軟件平臺體系和智慧水務平臺整合提供建設經驗和理論基礎。