【正文】 空氣質(zhì)量環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備只有國(guó)際通用的幾分之一，即可滿足空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸功能，無需國(guó)外昂貴的監(jiān)測(cè)設(shè)備，和現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)形成有利互補(bǔ)，對(duì)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)發(fā)布有參考意義。經(jīng)濟(jì)性原則現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量較大，且數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)速度較快。開放性原則系統(tǒng)建設(shè)具有開放性的標(biāo)準(zhǔn)體系，提供開放的應(yīng)用API編程接口，提供人性化的應(yīng)用和管理界面，以滿足用戶需求。安全性原則數(shù)據(jù)是業(yè)務(wù)系統(tǒng)核心應(yīng)用的最終保障，不但要保證整套系統(tǒng)能夠7X24運(yùn)行，而且存儲(chǔ)系統(tǒng)必須有高可用性，以保證應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的隨時(shí)存取。 (4) 為保護(hù)人類健康、保護(hù)環(huán)境、合理使用自然資源、制訂環(huán)境法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃等服務(wù)。部署空氣質(zhì)量環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，配合城市現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，準(zhǔn)確、及時(shí)、全面地反映環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，為環(huán)境管理、污染源控制、環(huán)境規(guī)劃等提供科學(xué)依據(jù)，并結(jié)合天氣狀況、城市交通、人口密度、工業(yè)產(chǎn)值等元素，進(jìn)行系統(tǒng)的研究，為保護(hù)環(huán)境，改善城市的大氣環(huán)境質(zhì)量改善起到技術(shù)支撐作用。建設(shè)更多的環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)需要巨大的資金投入，成本太高。目錄目錄 3空氣質(zhì)量前端方案 41．概述 4 4 42．設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)架構(gòu) 5 5 6 傳感器 7 計(jì)算 9 采集部分 10 通信部分 11 電源部分 12 12 133．特點(diǎn) 13空氣質(zhì)量檢測(cè)平臺(tái)方案1．概述南京云創(chuàng)存儲(chǔ)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)方案，是基于云計(jì)算的大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)平臺(tái)，前端通過特征因子監(jiān)測(cè)設(shè)備和空氣質(zhì)量?jī)商妆O(jiān)測(cè)設(shè)備可以監(jiān)測(cè)大氣污染中的空氣質(zhì)量,pm10, SO2,NO2等大氣中污染因子。通過海量數(shù)據(jù)的科學(xué)數(shù)據(jù)分析對(duì)比得到主要的反映局部區(qū)域的相關(guān)參考值，從而和宏觀上反映城市的整體的空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)方式形成互補(bǔ)。而廉價(jià)的空氣質(zhì)量環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)價(jià)格大約在1萬人民幣，能夠解決資金投入問題，同時(shí)滿足一定的測(cè)量精度，和現(xiàn)有的空氣環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)形成互補(bǔ)，為環(huán)保部門服務(wù)。具體可歸納為: (1) 根據(jù)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量。針對(duì)本次工程的實(shí)際情況,充分考慮環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測(cè)云平臺(tái)系統(tǒng)建設(shè)的建設(shè)發(fā)展需求，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)統(tǒng)一管理、高效應(yīng)用、平滑擴(kuò)展為目標(biāo)，以“先進(jìn)、安全、成熟、開放、經(jīng)濟(jì)”為總體設(shè)計(jì)原則。同時(shí)配置安全的備份系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行更加安全的數(shù)據(jù)保護(hù)，降低人為操作失誤或病毒襲擊給系統(tǒng)造成的數(shù)據(jù)丟失。遵循規(guī)范的通用接口標(biāo)準(zhǔn)，使全系統(tǒng)中的硬件、通信、軟件、操作平臺(tái)之間的互聯(lián)共享。因此在建設(shè)系統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)時(shí)，應(yīng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度考慮，建設(shè)一個(gè)長(zhǎng)期的存儲(chǔ)架構(gòu)，除了可以應(yīng)對(duì)存儲(chǔ)硬件設(shè)備的升級(jí)速度外，還必須考慮到對(duì)前期存儲(chǔ)設(shè)備的投資保護(hù)，在保證不斷提供功能和性能提高的同時(shí)，存儲(chǔ)架構(gòu)在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)能夠保持相對(duì)穩(wěn)定。 云計(jì)算海量數(shù)據(jù)處理技術(shù) 架構(gòu)云計(jì)算海量數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，采用先進(jìn)的云計(jì)算處理技術(shù)，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)入庫和關(guān)聯(lián)查詢快速響應(yīng)，支持自動(dòng)容錯(cuò)和動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，具有實(shí)時(shí)性、高可靠性、可伸縮性、高性價(jià)比等特點(diǎn)。采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過精確的校準(zhǔn)，且靈敏度很高，和環(huán)保部分發(fā)布的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)及趨勢(shì)接近，數(shù)據(jù)真實(shí)有效。（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)入庫系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)入庫系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)全市所有空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的各類空氣因子數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存到空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心?？諝赓|(zhì)量歷史查詢處理時(shí)，由于空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)量巨大，需要調(diào)度使用多臺(tái)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行并行處理。6. 系統(tǒng)可靠性高，由于我們采用了碰撞避免機(jī)制，同時(shí)為需要固定帶寬的通訊業(yè)務(wù)與留了專業(yè)時(shí)隙，避免了發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突，而且節(jié)點(diǎn)模塊之間具有自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的功能，信息在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中通過自由路由的方式進(jìn)行傳輸，從而保證了信息的可靠性；，我們針對(duì)時(shí)延敏感的運(yùn)用做了優(yōu)化，通訊時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延非常短。2. 實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳達(dá)和報(bào)警單個(gè)的傳感器的數(shù)據(jù)可用來設(shè)成觸發(fā)點(diǎn)來觸發(fā)手機(jī)短信的發(fā)送，的發(fā)送。結(jié)點(diǎn)間距在2 公里內(nèi)，就可以互相通訊。6. 系統(tǒng)軟件的高可靠性和大規(guī)模高速處理能力海量的傳感信號(hào)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)送到數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫。使用溫度范圍 ﹣20℃～+50℃使用壓力范圍 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓177。5% Vh: 5V177。 （4）可燃?xì)怏w傳感器用于液化氣，天然氣，煤氣的監(jiān)測(cè)。2℃ Vc:177。不分別給出各組份的含量。 通道的LOW Pluse的占空比設(shè)定為L(zhǎng)，測(cè)試的采樣值為P。 ，也稱為可入肺顆粒物（暫無標(biāo)準(zhǔn)中文名）。根據(jù)《2010年灰霾試點(diǎn)監(jiān)測(cè)報(bào)告》，在灰霾天，空氣質(zhì)量的濃度明顯比平時(shí)高，空氣質(zhì)量的濃度越高，能見度就越低。而粒徑在這個(gè)尺寸附近的顆粒物正是空氣質(zhì)量的主要組成部分。除了以上三種測(cè)試方法外，還有利用光散射的原理測(cè)定顆粒物濃度的方法。本次設(shè)備使用的是紅外光散射法來進(jìn)行測(cè)試相關(guān)的數(shù)據(jù)。將相關(guān)的顆粒濃度轉(zhuǎn)換成相關(guān)的數(shù)據(jù)通過無線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。注意:每個(gè)前端設(shè)備有一個(gè)供應(yīng)商的SIM卡進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，該SIM卡需要有GPRS業(yè)務(wù)，同時(shí)使用的地點(diǎn)必須有供應(yīng)商的信號(hào)。太陽能供電是利用蓄電池和太陽能互補(bǔ)的方式進(jìn)行供電，通過太陽能控制器來進(jìn)行互補(bǔ)。該供電方式同時(shí)提供電壓監(jiān)測(cè)功能。或者是市電和鋰電池進(jìn)行互補(bǔ)方式進(jìn)行供電。圖11鋰電池供電方式的前端設(shè)備實(shí)物圖在城市的不同區(qū)域布局并有效使用空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從而能夠比較全面地掌握城市不同區(qū)域，在不同時(shí)間段、不同氣候特點(diǎn)（包括氣溫、風(fēng)向、季節(jié)）下的空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。詳細(xì)見圖4。低成本需求要求系統(tǒng)能夠以低硬件成本、低維護(hù)成本實(shí)現(xiàn)高可靠高性能應(yīng)用要求，充分提高資源利用率，簡(jiǎn)化管理，并能靈活、可持續(xù)擴(kuò)展。同時(shí)，云存儲(chǔ)采用負(fù)載均衡技術(shù)，自動(dòng)均衡各服務(wù)器負(fù)載，使得各存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的性能調(diào)節(jié)到最高，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。智能管理提供基于WEB的管理控制平臺(tái)，所有的管理工作均由數(shù)據(jù)立方一體機(jī)管理模塊自動(dòng)完成，使用人員無需任何專業(yè)知識(shí)便可以輕松管理整個(gè)系統(tǒng)。1分布式文件系統(tǒng)分布式文件系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為將海量文件存儲(chǔ)在一個(gè)大集群的多臺(tái)計(jì)算機(jī)上。分布式文件系統(tǒng)中的所有文件都是“只寫一次”并且嚴(yán)格限定在任何時(shí)候只有一個(gè)寫文件操作者。(2)文件會(huì)被分割成多個(gè)文件塊，每個(gè)文件塊被分配存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上，而且根據(jù)配置會(huì)有復(fù)制的文件塊來保證數(shù)據(jù)安全性。它是容錯(cuò)的、可伸縮的、非常易于擴(kuò)展。(6)支持shell命令行風(fēng)格的分布式文件系統(tǒng)目錄交互。分布式文件系統(tǒng)的體系框架是Master/Slave結(jié)構(gòu)，一個(gè)典型的分布式文件系統(tǒng)通常由單個(gè)Namenode和多個(gè)DataNode組成。從內(nèi)部看，一個(gè)文件其實(shí)被分成一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊，這些塊存儲(chǔ)在一組DataNode上。本質(zhì)上，客戶端與Namenode通訊是通過獲取或者修改文件的元數(shù)據(jù)，與 DataNode進(jìn)行實(shí)際的I/O操作。Client將文件劃分為多個(gè)Block，根據(jù)DataNode的地址信息，按順序?qū)懭氲矫恳粋€(gè)DataNode塊中。(3)文件Block復(fù)制。 虛擬化資源層：將機(jī)器進(jìn)行虛擬化，形成更大范圍的服務(wù)集群。 數(shù)據(jù)處理層：獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理程序，是對(duì)不同需求數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理方案，由JobKeeper調(diào)度平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一的配置管理。 應(yīng)用層：一組用于管理和結(jié)果反饋的顯示組件。處理節(jié)點(diǎn)組：通過RPC的遠(yuǎn)程調(diào)用獲取各自節(jié)點(diǎn)的任務(wù)處理目標(biāo)，并實(shí)時(shí)的和處理節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)處理目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，控制程序的執(zhí)行和結(jié)束。分布式數(shù)據(jù)立方可以直接使用本地的文件系統(tǒng)和云計(jì)算作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，不過為了提高數(shù)據(jù)的可靠性和系統(tǒng)的健壯性，發(fā)揮分布式數(shù)據(jù)立方處理大數(shù)據(jù)量等功能，需要使用云計(jì)算作為文件系統(tǒng)。由于是稀疏存儲(chǔ)的，所以同一張表里面的每一行數(shù)據(jù)都可以有截然不同的列。所有數(shù)據(jù)庫的更新都是一個(gè)時(shí)間戳標(biāo)記，每個(gè)更新都是一個(gè)新的版本，而分布式數(shù)據(jù)立方會(huì)保留一定數(shù)量的版本，這個(gè)值是可以設(shè)定的。列劃分為若干個(gè)列族(row family)Row Keycolumnfamily1columnfamily2columnfamily3column1column2column1column2column3column1key1t1:abc　t4:dfads　　　t2:gdxdft3:hello　t2:worldkey2t3:abc　t4:dfads　t2:dfdsfa　t1:gdxdft3:hellot3:dfdfkey3　t2:dfadfasd　　　t2:dfxxdfasd t1:dfdasddsft1: Row Key與nosql數(shù)據(jù)庫們一樣,row key是用來檢索記錄的主鍵。列名都以列族作為前綴。版本通過時(shí)間戳來索引。如果應(yīng)用程序要避免數(shù)據(jù)版本沖突，就必須自己