【正文】 、相對傳輸數(shù)據(jù)量要求低、優(yōu)異的電池續(xù)航力、較低的硬件與營運(yùn)成本、高連接密度的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景來說，傳統(tǒng)的蜂巢式網(wǎng)路無法善加結(jié)合上述技術(shù)條件。由于撫河物聯(lián)網(wǎng)碎片化需求的典型特征，一張廣覆蓋的LPWAN網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)不同傳感設(shè)備、不同用戶隨時隨地設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，成為智慧撫河發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，最終補(bǔ)齊物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層短板的將是低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)。由于撫河流域的地理限制，大多數(shù)傳感設(shè)備均為無源的，因此低功耗低成本的傳感器需求非常迫切。水質(zhì)監(jiān)測、水流量監(jiān)測、氣象監(jiān)測等傳感器的應(yīng)用對于提高水資源利用率、減少水災(zāi)害等有重要的意義，這些傳感器需要定期地上傳數(shù)據(jù)，而LPWAN十分適用于這樣的場景。同時撫河并沒有完全覆蓋蜂窩網(wǎng)絡(luò)，因此LPWAN可以完成海量農(nóng)業(yè)設(shè)備儀表的數(shù)據(jù)采集上傳工作。隨著智慧撫河項目的深度推進(jìn)，會有越來越多的終端將接入網(wǎng)絡(luò)，如果為每個單獨的智能化子系統(tǒng)建立不同類型的網(wǎng)絡(luò)，一方面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)不具備良好的擴(kuò)展性，新增節(jié)點時將耗費(fèi)較大的人力物力投入；另一方面后期將產(chǎn)生不必要的重復(fù)投資支出。所以在智慧撫河的初期建設(shè)階段，首先要建設(shè)覆蓋撫河的傳輸網(wǎng)絡(luò)，為智慧撫河的所有應(yīng)用場景提供統(tǒng)一運(yùn)營的物聯(lián)接入方式作為智慧撫河的物聯(lián)數(shù)據(jù)接入統(tǒng)一入口，是非常必要且經(jīng)濟(jì)的舉措。5． LPWAN網(wǎng)絡(luò)的搭建根據(jù)智慧撫河的方案設(shè)計和需求，采用多個物聯(lián)網(wǎng)基站實現(xiàn)對撫河LPWAN網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，完成網(wǎng)絡(luò)搭建規(guī)劃設(shè)計、實施、運(yùn)維的一體化建設(shè)，充分實現(xiàn)撫河規(guī)劃范圍無盲點的物聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)通信，為項目的后期運(yùn)營提供便捷自如的無線網(wǎng)絡(luò)功能和應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)基站采用業(yè)界最先進(jìn)的LPWAN技術(shù)，以及獨有的領(lǐng)先的跳頻技術(shù)，通過智能天線射頻發(fā)射裝置，提供顯著高于普通無線AP的更大覆蓋范圍，同時具有優(yōu)秀的非視距傳輸能力和室內(nèi)穿透力。本方案中，物聯(lián)網(wǎng)基站接入3G信號，使用基站本身具備自回傳功能，在覆蓋撫河的同時可實現(xiàn)和各個子系統(tǒng)的無線鏈路傳輸。6． LPWAN 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)南到y(tǒng)構(gòu)架LPWAN低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)支持上與下雙向數(shù)據(jù)傳輸。從下至上時，傳感器件采集數(shù)據(jù)后，經(jīng)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點模塊傳輸至物聯(lián)網(wǎng)基站后，再經(jīng)由3G/4G/有線寬帶運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)上傳到物聯(lián)網(wǎng)云平臺，實現(xiàn)與用戶平臺的對接。從上至下時，用戶平臺通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送指令或信息給物聯(lián)網(wǎng)云平臺，再經(jīng)由3G/4G/有線寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)基站，再通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)發(fā)給與控制器件連接的物聯(lián)網(wǎng)終端模塊，從而實現(xiàn)對控制器件的控制。系統(tǒng)構(gòu)架如下圖所示：7． LPWAN物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施功能l 廣泛的網(wǎng)絡(luò)覆蓋距離 相比普通無線覆蓋方案，網(wǎng)關(guān)可以覆蓋其10倍的距離，100倍的面積。網(wǎng)關(guān)具有優(yōu)秀的非視距覆蓋能力，從而使每個網(wǎng)關(guān)在任何環(huán)境都可以具有更大的無盲點覆蓋范圍。 l 優(yōu)秀的室內(nèi)穿透性以及深度非視距能力 超強(qiáng)的靈敏度以及信號發(fā)射接收的多路徑智能合并，使得網(wǎng)關(guān)具備優(yōu)秀的室內(nèi)穿透特性和深度非視距能力。 l 海量的節(jié)點數(shù) 單網(wǎng)關(guān)收發(fā)器最大支持2萬個節(jié)點。 通過多種形式的負(fù)載均衡技術(shù)與廣域加速產(chǎn)品，充分利用鏈路資源，提高投資利用率； l 節(jié)省投資 更大的覆蓋范圍、低廉通用的無線終端模塊以及優(yōu)秀的室內(nèi)穿透特性，使得每條客戶的線路成本降至最低。 l 運(yùn)營商級別可靠性 基于IP67平臺可靠耐用以及全室外設(shè)計，可以在極端氣候環(huán)境下穩(wěn)定工作。. 物聯(lián)感知系統(tǒng)建設(shè) 系統(tǒng)主要由分布在各個監(jiān)測斷面遙測點的水情、工情及城市內(nèi)澇信息采集傳感單元、閘控設(shè)備傳感單元、視頻監(jiān)控及智能分析單元等組成的傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成， 實現(xiàn)對水量、水位、水質(zhì)和水閘運(yùn)行信息的全過程、全天候采集。水情、工情及城市內(nèi)澇信息采集與傳感單元主要包括安裝在水閘和監(jiān)測斷面的水位、流量、水質(zhì)傳感器。閘控設(shè)備傳感單元則主要包括水閘自動控制系統(tǒng)的設(shè)備( 閘門啟閉狀態(tài)、開 度、電流、電壓、壓力、溫度、振動等) 監(jiān)測與傳感單元。視頻監(jiān)控及智能分析單元主要由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備等組成，實現(xiàn)對自然水域和水利工程現(xiàn)場視音頻及各種入侵報警、火災(zāi)報 警信息采集、處理、監(jiān)控等功能。物聯(lián)感知視頻監(jiān)控系統(tǒng) 這些監(jiān)測傳感單元包括各種形式的差阻式傳感器、壓電式傳感器、電流式傳 感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換精度達(dá)到16 位，以確保數(shù)據(jù)采集的精度，其硬件部分由供電模 塊、傳感模塊、存儲模塊、中央處理模塊、通信模塊和可編程控制模塊等組成。 可編程控制模塊與監(jiān)測傳感器相連，對傳感器的開關(guān)量、模擬量信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采 集、處理與存儲并通過 GPRS 模塊向監(jiān)測中心服務(wù)器傳送數(shù)據(jù)。. 數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)庫建設(shè) “智慧撫河”數(shù)據(jù)中心建設(shè)包括水域岸線登記數(shù)據(jù)庫、河長制管理信息數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、水利工程數(shù)據(jù)庫、水文數(shù)據(jù)庫、水利法規(guī)政策數(shù)據(jù)庫、行政管 理數(shù)據(jù)庫、水資源數(shù)據(jù)庫、水質(zhì)數(shù)據(jù)庫、實時水雨情數(shù)據(jù)庫、歷史大洪水?dāng)?shù)據(jù)庫、實時工情數(shù)據(jù)庫、氣象數(shù)據(jù)庫、災(zāi)情數(shù)據(jù)庫、水土保持?jǐn)?shù)據(jù)庫、水利工程建設(shè)管 理數(shù)據(jù)庫、水利規(guī)劃數(shù)據(jù)庫、人才數(shù)據(jù)庫、水利科技信息數(shù)據(jù)庫、河道管理數(shù)據(jù)庫、地下水?dāng)?shù)據(jù)庫、水政監(jiān)察數(shù)據(jù)庫、旅游信息數(shù)據(jù)庫、交通主題數(shù)據(jù)庫等。在 建設(shè)過程中，需要注意以下幾點：1）“智慧撫河”應(yīng)考慮已建設(shè)系統(tǒng)的水利數(shù)據(jù)中心，避免各自為政建設(shè)數(shù)據(jù) 庫，造成“信息孤島”，數(shù)據(jù)中心建設(shè)要充分利用已有資源，包括已有的數(shù)據(jù)庫管 理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)服務(wù)等。2）根據(jù)業(yè)務(wù)需求來選擇性地整合或建設(shè)成不同的數(shù)據(jù)庫。3）為了滿足多個應(yīng)用程序間的數(shù)據(jù)共享需要，數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)更新等需求， 需要對數(shù)據(jù)交換進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計和管理。4）在數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)選型上，需要存儲大量的實時數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行頻 繁的寫入和讀取操作，需著重考慮讀取較快、性能較好的數(shù)據(jù)庫軟件。. 其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)1. 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由功能獨立的控制專網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)兩張網(wǎng)絡(luò)組成。業(yè)務(wù)網(wǎng)主要承載河長制綜合管理、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)、水工建筑物監(jiān)測系統(tǒng)、水資源調(diào)度和防汛抗旱指揮會商等決策支撐系統(tǒng)、信息服務(wù)系統(tǒng)以及綜合辦公系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)信息以及互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)信息。控制專網(wǎng)與業(yè)務(wù)網(wǎng)之間由網(wǎng)間專用橫向隔離設(shè)備隔離。控制專網(wǎng)的安全性要求最高，需要做到物理隔離，通過網(wǎng)間專用橫向隔離設(shè)備隔離實現(xiàn)與業(yè)務(wù)網(wǎng)隔離；業(yè)務(wù)網(wǎng)通過防火墻連接至互聯(lián)網(wǎng)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)承載在通信傳輸系統(tǒng)上，即由通信傳輸系統(tǒng)為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供組網(wǎng)鏈路。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信傳輸網(wǎng)之間依據(jù)不同層次和帶寬需求采用不同的接口連接，主要接口類型有 10/100Mbit/s (ET/FE)接口、1000Mbit/s (GE) 接口。2. 語音通信系統(tǒng) 語音通信系統(tǒng)主要完成各通信站點之間語音通信的任務(wù)，并實現(xiàn)流域內(nèi)各水利行政主管單位之間的語音調(diào)度任務(wù)。語音通信系統(tǒng)利用通信傳輸系統(tǒng)或計算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供站點間的電路組成一個語音通信網(wǎng)。語音通信系統(tǒng)具有提供 PSTN 基本業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、IP Centrex 業(yè)務(wù)、三方通話業(yè)務(wù)的能力，負(fù)責(zé)完成各通信站點之間的語音通信任務(wù)，并實現(xiàn)工程各級管理機(jī)構(gòu)之間、各級管理部門少量的傳真、數(shù)據(jù)等通信任務(wù)，并具備靈活的業(yè)務(wù)提供能力與豐富的業(yè)務(wù)潛力。3. 視頻會議通信系統(tǒng) 視頻會議通信系統(tǒng)主要完成流域各水利行政主管單位之間的視頻會議和視頻會商功能。視頻會議通信系統(tǒng)利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供站點間的電路進(jìn)行視頻會議組網(wǎng)。建立一個基于 IP 網(wǎng)絡(luò)以 為標(biāo)準(zhǔn)的視頻會議通信系統(tǒng)，采用主會場/控 制中心分會場 2 級星型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)組網(wǎng)。在以撫州市水利主管部門為中心會場，設(shè)置一套 MCU，負(fù)責(zé)本地以及全網(wǎng)視頻會議的調(diào)度和控制。. 基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備系統(tǒng)建設(shè)IT 基礎(chǔ)設(shè)施一般部署于政府指定機(jī)房，充分利用撫州市發(fā)改委正推進(jìn)的生 態(tài)云建設(shè)基礎(chǔ)條件，故基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不再考慮機(jī)房建設(shè)，主要包括：1）計算服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、通訊與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)器等 服務(wù)器及服務(wù)集群；2）軟件及硬件負(fù)載均衡；3）數(shù)據(jù)存儲與備份；4）云計算、大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫管理軟件、操作系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件。. 水生態(tài)信息化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè) 水生態(tài)信息化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)基于水生態(tài)信息化基礎(chǔ)技術(shù)、國家信息化保障體系的框架，采納和借鑒智慧城市已有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)國際、國家 標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)充分對接，并在國家行政法律法規(guī)、管理辦法等指導(dǎo)下，結(jié)合江西省撫 州市撫河流域生態(tài)保護(hù)及綜合治理工程相關(guān)應(yīng)用而進(jìn)行的。水生態(tài)信息化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)主要包括總體標(biāo)準(zhǔn)、感知控制層標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)傳輸 層標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)層標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)支撐層標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用服務(wù)層標(biāo)準(zhǔn)、信息安全標(biāo)準(zhǔn)等。4. 系統(tǒng)特點. 項目建設(shè)特點. 電機(jī)控制過載保護(hù)功能由于項目涉及到大量的射頻設(shè)備和傳感設(shè)備，我們的電機(jī)控制系統(tǒng)具有過載保護(hù)功能，電機(jī)過載或短路時，熱繼電器自動切斷電機(jī)電源并上傳報警信息到服務(wù)器，便于故障排查及時維修。. 斷網(wǎng)續(xù)傳功能監(jiān)控主機(jī)采用TIAM3354工業(yè)級處理器，運(yùn)行開源穩(wěn)定的linux系統(tǒng)，具有心跳檢測、數(shù)據(jù)備份和冗余功能，即使網(wǎng)絡(luò)斷開也可單獨完整的控制本地設(shè)備，并在網(wǎng)絡(luò)連接后上傳備份數(shù)據(jù)。. 設(shè)備擴(kuò)展維護(hù)方便現(xiàn)場設(shè)備采用RS485或者CAN總線鏈接各種傳感器設(shè)備，并采用工控標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議MODBUS實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的集中管理，便于設(shè)備的擴(kuò)展維護(hù)。. 靈活的數(shù)據(jù)監(jiān)測傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測時間間隔可設(shè)置，采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)算法，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂虼髷?shù)據(jù)，正確分析洪澇災(zāi)害，確保防洪治洪工作的預(yù)備部署。. 水質(zhì)檢測確保安全用水通過水質(zhì)傳感器及時發(fā)現(xiàn)水污染問題，并將報警信息上報水質(zhì)管理中心，同時避免污染水源流向下游，造成莊稼污染和民眾健康損害。. 技術(shù)開發(fā)特點. JAVA平臺跨平臺性可以跨平臺、適合分布式計算環(huán)境等特性。Java寫的應(yīng)用程序不用修改就可以在不同的軟硬件平臺上運(yùn)行。避免了跨平臺時就需要更換環(huán)境的尷尬處境。. 可靠性和安全性Java開發(fā)網(wǎng)絡(luò)程序，對安全性有較高的要求，如果沒有安全保證，用戶從網(wǎng)絡(luò)下載程序執(zhí)行就非常危險。Java通過自己的安全機(jī)制防止了病毒程序的產(chǎn)生和下載程序?qū)Ρ镜叵到y(tǒng)的威脅破壞。. 適合分布式計算環(huán)境數(shù)據(jù)可以分散在網(wǎng)絡(luò)的不同主機(jī)上，同時具備一個計算分散在不同主機(jī)上處理的分布式處理。. 采用具有高開放性和穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)庫能在目前所有主流平臺上運(yùn)行(包括windows).完全支持所有的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用完全開發(fā)策略，既是客戶選擇最適合的解決方案，同時ORACLE數(shù)據(jù)庫具有更好的開發(fā)性和穩(wěn)定性。. 可伸縮性，并行性以及安全性并行服務(wù)器通過使一組結(jié)點共享同一簇中的工作來擴(kuò)展windowsNT的能力，提供高可用性和高伸縮性的簇的解決方案。如果windowsNT不能滿足需要，用戶可以把數(shù)據(jù)庫移到UNIX中。Oracle的并行服務(wù)器對各種UNIX平臺的集群機(jī)制都有著相當(dāng)高的集成度，另外，我們項目建設(shè)獲得最高認(rèn)證級別的ISO標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。. B/S結(jié)構(gòu)的優(yōu)點分析具有分布性特點，可以隨時隨地進(jìn)行查詢、瀏覽等業(yè)務(wù)處理。業(yè)務(wù)擴(kuò)展簡單方便，通過增加網(wǎng)頁即可增加服務(wù)器功能。維護(hù)簡單方便，只需要改變網(wǎng)頁，即可實現(xiàn)所有用戶的同步更新。開發(fā)簡單，共享性強(qiáng)。