基于EM平台的数据汇集子平台的研发和应用

李 强

(沈阳智信佰达科技有限公司，沈阳 110000)

1 EM平台的研发

EM平台全称Easy-Monitoring平台，是基于云平台架构的物联网监测平台，由两大平台组成，一个是数据中台另一个是应用平台，数据中台主要负责数据的汇集、整编、分析、储存、计算以及与应用平台或者第三方平台的数据对接、支撑、转发和共享；应用平台是行业平台也是业务平台，根据不同行业标准和规范以及用户的具体业务需求定制开发应用模块组成千人千面的行业应用平台，为用户提供优质的数据服务[1]。

2 数据中台的总体设计

数据中台包含物联网平台、数据交互与分析平台和应用支撑平台三部分主要是实现对分布在世界各地的多种类型、通讯协议复杂的工业设备进行数据协议解析、大数据分析、数据应用开发及实现。

物联网平台：采用分布式设备数据处理技术，支持对数据的汇聚、通信协议的解析、数据的分析、数据的处理和数据的储存。

数据交互与分析平台：主要用于业务数据的分发、各种数据的加密、大规模设备的接入、各种关系型和非关系型数据的挖掘分析，各种数据的二次应用。

应用支撑平台：通过应用云平台的方式为用户建设一套集设备管理、网关管理、变量管理、报警管理、设备运维、地理信息系统和业务应用模块为一体的综合的行业应用平台，从而为客户量身打造一套专业的分布式设备远程运营管理平台，为应用平台提供有力的数据和技术支持[2]。

3 数据中台总体架构

从技术实现和数据服务的角度，数据中台分为4个层次，称为“一源三台”：一源是指一个数据资源池，遵循“一数一源”的建设原则，将数据分为五大类，即基础数据、监测数据、业务数据、空间数据和多媒体数据。三台是指物联网平台、数据交互与分析平台和应用支撑平台，按照先后层次和顺序组成了数据中台。①物联网平台是专门负责数据的汇聚、处理、分析和储存的平台，对于自动采集站点采取设备配置、采集点配置、网关配置和协议配置来完成数据汇集和储存格式的统一，人工采集上报只需配置采集点即可，外部数据的对接和共享在解析通讯协议和数据格式的前提下通过数据同步来完成，离线互换数据与外部对接相似，不同点是离线互换不是实时交互数据，是定期通过储存媒介导入数据来完成的。②数据交互与分析平台用于数据的分发、加密、挖掘、交换和应用，这里的数据主要是实时数据，还有少部分的人工上报数据、地图数据和遥感数据。③应用支撑平台将所有统一的通用服务集成在此，减轻上层业务应用平台的负担，方便服务模块的管理，提高平台整体运行效率，降低未来的维护成本。系统架构图见图1。

图1 数据中体总体架构

4 平台功能

4.1 设备管理

4.1.1 设备信息空间展示

设备的空间展示采用google、百度、天地图等公共地图资源或者自绘地图，在地图上采用图表的形式展示各类设备的空间分布，空间分布支持点聚合展示(即在某一个区域点分布比较集中的情况下聚合在一起展示，并显示该区域的点数)。在地图的右侧提供(默认按照设备名称排序)设备列表，设备列表中展示基本的设备状态、名称和编号。地图的下边是设备的告警信息，告警信息需要人工进行处理。

4.1.2 设备信息管理

设备信息管理支持设备信息的在线增加、删除和修改。主要包括网关信息配置、设备信息、配置、变量信息配置和典型机型管理。

4.1.3 设备全生命周期管理

以设备全生命周期档案信息为基础，着重采集设备运行参数、环境信息等数据，设备运行超过生命周期，自动提醒更换备品备件。如果设备在使用期间损坏过、维护过都会有相应的运维记录，保证使用的连续性[3]。

4.1.4 设备运行监控模块

实时采集理设备的运行参数，包括温度、电压等；通过应用系统，在 PC，APP，大屏对各流程设备的运行状态以及参数的变化进行实时的监控；实现故障报警。依据每天设备的上数情况，如果依照采集时间间隔，当天没有任何数据上来，则认为设备故障。

4.1.5 设备智能升级及分组

如果设备与LCU控制柜连接，平台有支持的接口，与设备的 PLC 进行对接，实现 PLC 程序的传输、接收和解析等。所有的设备支持人工分组，分组名称可以自由定义。

4.1.6 设备模板

设备模板主要是指一类设备，该设备固定按照字节长度采集指定的点，主要为在向网关添加设备的时候，直接指定目前所支持的设备，之后智能网关上会自动按照设备模板定期采集设备的信息，并上报道云平台。

4.1.7 基础数据管理

通过智能物联网网关，自动采集设备(PLC、RTU、现场采集设备)的数据，通过平台协议，按照设定时间上报到平台服务器，平台服务器上为所有的订阅者分发智能网关上来的数据。智能网关同时也是平台的订阅者，上层业务可以向对应平台服务器发布消息，实现数据下行配置和设备召测数据[4]。

4.1.8 数据中台能解决哪些实际的问题

与普通的软件系统和平台相比数据中台的强大在于能够汇集各种类型和各种厂家的不同设备，平台基于标准协议(485协议、Modbus协议等)对设备数据进行解析，也可通过数据同步将数据共享到平台数据库，然后由用户自由定义各参数的含义和用途，平台的高兼容性为未来的智慧整合提供了有利的数据基础。

4.2 平台对接入的采集设备执行身份认证制度

即平台会给每一次接入的设备一个身份识别码，这个编码会随其整个生命周期，编码不重复，即是同一设备两次接入也会有两个编码且第一个编码会作废。这样就能够保证设备、部位、数据的唯一性，做到“一数一源”，并且无论是更换设备、管理设备还是衔接数据(同一部位，先后几个设备工作后采集的数据)都能够自动准确地处理，不会造成数据丢失、不兼容、错误等问题。

4.3 与其他软件平台相比数据中台具有完善的后台自定义和工具模块

首先后台自定义可以根据用户需求随意改变接入设备的属性和数据格式按照用户意愿配置；其次对于新建项目、为项目分配自动采集设备、在一张图上添加要素信息等这些之前通过代码来实现的功能现在通过工具模块都可以在前台实现；最后对于应用层需要的计算整编数据，数据中台也能够在前端提供以及通过选择实现，复杂的计算模块可以通过共享和对接来实现。

5 结 论

这样云架构的数据中台改变了传统软件平台的定制开发模式，利用SOA架构和微服务将应用从模块向工具进行演化，在提高建设效率的同时让数据后台更加方便灵活，稳定可靠，使其功能更加强大，不但能够保证数据的安全、准确、及时、稳定、有效，还能减轻应用层的负担，将数据压力下放。相信在未来的物联网云平台应用中将会成为主流和趋势，为大规模集团式的水利信息化软件平台体系和智慧水务平台整合提供建设经验和理论基础。