基于物聯網的智慧燃氣安控系統關鍵技術研究與應用

王丹

摘要：在當前科學技術高速發展的背景下，基于現代信息的技術的智慧城市建設進程不斷深化，由此，基于物聯網技術的智慧燃氣建設速度也隨之提升。基于此，本文將針對智慧燃氣安控系統相關技術進行研究，希望對智慧燃氣系統建設提供參考意見。

關鍵詞：物聯網;智慧燃氣;關鍵技術

引言：

城鎮燃氣存在易燃、易爆等危險特征，如果疏于管理，出現重大安全事故的幾率會大幅提升。傳統燃氣管理模式將整個供應流程進行分割，形成數個供應段，各段之間存在信息溝通渠道缺失情況，信息孤島問題較為突出，使得管理體系存在較大漏洞，難以達成預期控制效果。由此，基于現代信息技術的智慧燃氣管理體系建設成為當前行業發展主要方向，其中安控系統中軟件模塊等關鍵技術成為技術人員研究的主要內容。

1.智慧燃氣業務平臺構建

智慧燃氣業務平臺由通信服務器、WEB服務、終端等三個主要部分組成。其中通信服務器主要承擔連接IOT系統及數據庫存取職能，此外，在面對突發告警信息情況下，利用通訊網絡及時迅速地將信息傳輸至監控人員應用終端，提升故障處理響應效率。

WEB展示及調用是WEB服務基本功能設置。WEB調用主要基于JSON協議，協議設計主要依據實際應用進行。WEB調用過程中需要依照透明方式對數據庫表格及JSON格式進行轉換，在內容不變的情況下減少WEB服務工作負荷，同時也可以提升數據庫遭受終端直接控制風險的抵御能力，降低數據庫耦合[1]。

短鏈接與長連接是終端應用的兩種的主要形式，其中短鏈接主要承擔與WEB服務進行交互的職責，長連接則負責與通信服務器進行連接，保持活動性。通信協議均依照JSON格式進行交互，同時為確保通信安全性，在鏈接階段設置密文認證，考慮到數據階段較為復雜且對效率存在明顯要求，此階段不采用密文傳輸。受移動端存在后臺耗電等問題，因此，終端應用設計考慮利用華為、小米等第三方進行訂閱推送服務。

智慧燃氣業務平臺構建過程中，還需要對用戶類型進行詳細分類并進行命名設計。依據應用場景差異性，當前平臺在用戶類型劃分方面主要分為管理員、一級監控中心用戶、二/三/四級監控用戶、巡檢員、普通用戶、測試角色、游客（體驗）等，用戶類型之間的差異主要體現在全縣、功能等方面[2]。

2.智慧燃氣軟件模塊設計

2.1軟件數據庫設計

2.1.1用戶認證及權限設計

本系統在實際應用過程中需要首先針對用戶認證環節進行設計，此環節重點在于對用戶身份的合法性進行驗證。依據此要求，技術人員設計出認證流程。

在用戶權限設計方面，通過系統認證后，用戶可以在權限范圍內對系統資源進行訪問。依據此要求，技術人員設計出系統授權流程。

針對移動端設計，考慮到部分系統中難以對session進行統一與使用，因此，智慧燃氣平臺設計中針對終端用戶訪問唯一性的設計采用服務器所生成的TOKEN碼作為替代。

2.2 WEB網站功能及接口設計

本系統在設計過程中軟件框架構成主要采用NETTY/JAVA環境體系，同時網站訪問功能設計采用WEB-RPC服務及B/S方式實現。

其中網站功能設計內容主要涵蓋以下幾方面：第一，用戶登錄模塊設計;第二，主界面-主框設計，包括用戶登錄狀態檢測、全局告警指示等;第三，信息實時檢測，主要內容涵蓋GIS展示、設備狀態監控、告警信息處理等;第四，實時信息傳輸，包括在線設備信息傳輸、告警信息傳輸等，其中在線設備信息傳輸主要依據設備歸屬進行過濾;第五，系統公告發布;第六，系統信息統計查詢。主要內容包括依據區域、時間等統計信息對設備告警情況進行查詢，依據區域、時間的統計信息對設備故障歷史信息進行查詢等。

網站接口設計方面，技術人員在實際工作中依據系統應用需求，對用戶登錄模塊、在線設備狀態信息、JSON/SQL協議透明轉換等進行設計。設計人員在對JSON接口進行設計過程中將結構地址、請求方法等作為主要內容。

2.3移動應用設計

本系統移動端設計的主要理念為配合智慧可燃氣體探測器，利用軟件實時檢測功能、警情實時推動功能以及智能化處理功能等，實現便捷有效地監控燃氣系統狀態的目的。

移動終端設計主要針對個體、物業單位等，燃氣探測器主要安置在家庭廚房、酒店后廚等區域，探測器提供二維碼，用戶在完成賬號注冊環節后可利用二維碼綁定設備。在發生燃氣泄露等情況下，智慧燃氣管理系統自動切斷燃氣供應，同時利用短信、電話等途徑通知用戶，避免燃氣泄露等警情給用戶帶來更大的人身或財產損失。

移動端設計過程中需要注意的重點環節在于針對不同手機操作系統進行設計，當前手機主流系統為android以及ios系統，針對這兩項系統進行軟件設計即可滿足移動端使用要求。

在實際設計過程中，移動端框架主要采用QT跨平臺框架，最大限度地降低android以及ios代碼出現復用的情況，其實降低平臺移植頻率，同時在通信協議設計方面，采用JSON格式，降低工作人員工作負荷。

總結：綜上所述，在當前智慧城市建設進程不斷深化的背景下，智慧燃氣管理平臺已經成為行業發展的主流趨向。本文針對智慧燃氣安控系統設計的關鍵環節進行研究，希望對技術人員提供參考意見。

參考文獻：

[1]李超.基于物聯網技術的燃氣管網控制系統設計[J].中國石油和化工標準與質量，2019，498（16）：257-258.

[2]陳建祺.淺析物聯網智能燃氣系統在城鎮燃氣中的應用[J].智能城市，2020，006（007）：51-52.

*浙江省教育廳一般科研項目（y202043849）