【正文】 片化需求的典型特征，一張廣覆蓋的LPWAN網絡可以實現不同傳感設備、不同用戶隨時隨地設備接入網絡，成為智慧撫河發(fā)展的重要基礎設施，最終補齊物聯(lián)網網絡層短板的將是低功耗廣域網絡。由于撫河流域的地理限制，大多數傳感設備均為無源的，因此低功耗低成本的傳感器需求非常迫切。水質監(jiān)測、水流量監(jiān)測、氣象監(jiān)測等傳感器的應用對于提高水資源利用率、減少水災害等有重要的意義，這些傳感器需要定期地上傳數據，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絡，因此LPWAN可以完成海量農業(yè)設備儀表的數據采集上傳工作。隨著智慧撫河項目的深度推進，會有越來越多的終端將接入網絡，如果為每個單獨的智能化子系統(tǒng)建立不同類型的網絡，一方面?zhèn)鬏斁W絡不具備良好的擴展性，新增節(jié)點時將耗費較大的人力物力投入；另一方面后期將產生不必要的重復投資支出。所以在智慧撫河的初期建設階段，首先要建設覆蓋撫河的傳輸網絡，為智慧撫河的所有應用場景提供統(tǒng)一運營的物聯(lián)接入方式作為智慧撫河的物聯(lián)數據接入統(tǒng)一入口，是非常必要且經濟的舉措。5． LPWAN網絡的搭建根據智慧撫河的方案設計和需求，采用多個物聯(lián)網基站實現對撫河LPWAN網絡的全面覆蓋，完成網絡搭建規(guī)劃設計、實施、運維的一體化建設，充分實現撫河規(guī)劃范圍無盲點的物聯(lián)網無線網絡通信，為項目的后期運營提供便捷自如的無線網絡功能和應用。物聯(lián)網基站采用業(yè)界最先進的LPWAN技術，以及獨有的領先的跳頻技術，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穿透力。本方案中，物聯(lián)網基站接入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和各個子系統(tǒng)的無線鏈路傳輸。6． LPWAN 網絡傳輸的系統(tǒng)構架LPWAN低功耗廣域物聯(lián)網絡支持上與下雙向數據傳輸。從下至上時，傳感器件采集數據后，經物聯(lián)網節(jié)點模塊傳輸至物聯(lián)網基站后，再經由3G/4G/有線寬帶運營商網絡上傳到物聯(lián)網云平臺，實現與用戶平臺的對接。從上至下時，用戶平臺通過互聯(lián)網發(fā)送指令或信息給物聯(lián)網云平臺，再經由3G/4G/有線寬帶網絡發(fā)送到物聯(lián)網基站，再通過物聯(lián)網傳輸網發(fā)給與控制器件連接的物聯(lián)網終端模塊，從而實現對控制器件的控制。系統(tǒng)構架如下圖所示：7． LPWAN物聯(lián)網基礎設施功能l 廣泛的網絡覆蓋距離 相比普通無線覆蓋方案，網關可以覆蓋其10倍的距離，100倍的面積。網關具有優(yōu)秀的非視距覆蓋能力，從而使每個網關在任何環(huán)境都可以具有更大的無盲點覆蓋范圍。 l 優(yōu)秀的室內穿透性以及深度非視距能力 超強的靈敏度以及信號發(fā)射接收的多路徑智能合并，使得網關具備優(yōu)秀的室內穿透特性和深度非視距能力。 l 海量的節(jié)點數 單網關收發(fā)器最大支持2萬個節(jié)點。 通過多種形式的負載均衡技術與廣域加速產品，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)秀的室內穿透特性，使得每條客戶的線路成本降至最低。 l 運營商級別可靠性 基于IP67平臺可靠耐用以及全室外設計，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 系統(tǒng)主要由分布在各個監(jiān)測斷面遙測點的水情、工情及城市內澇信息采集傳感單元、閘控設備傳感單元、視頻監(jiān)控及智能分析單元等組成的傳感網絡構成， 實現對水量、水位、水質和水閘運行信息的全過程、全天候采集。水情、工情及城市內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、水質傳感器。閘控設備傳感單元則主要包括水閘自動控制系統(tǒng)的設備( 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 絡設備等組成，實現對自然水域和水利工程現場視音頻及各種入侵報警、火災報 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，模數轉換精度達到16 位，以確保數據采集的精度，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，對傳感器的開關量、模擬量信號進行數據采 集、處理與存儲并通過 GPRS 模塊向監(jiān)測中心服務器傳送數據。. 數據中心系統(tǒng)庫建設 “智慧撫河”數據中心建設包括水域岸線登記數據庫、河長制管理信息數據庫、基礎地理數據庫、水利工程數據庫、水文數據庫、水利法規(guī)政策數據庫、行政管 理數據庫、水資源數據庫、水質數據庫、實時水雨情數據庫、歷史大洪水數據庫、實時工情數據庫、氣象數據庫、災情數據庫、水土保持數據庫、水利工程建設管 理數據庫、水利規(guī)劃數據庫、人才數據庫、水利科技信息數據庫、河道管理數據庫、地下水數據庫、水政監(jiān)察數據庫、旅游信息數據庫、交通主題數據庫等。在 建設過程中，需要注意以下幾點：1）“智慧撫河”應考慮已建設系統(tǒng)的水利數據中心，避免各自為政建設數據 庫，造成“信息孤島”，數據中心建設要充分利用已有資源，包括已有的數據庫管 理系統(tǒng)、數據內容、數據服務等。2）根據業(yè)務需求來選擇性地整合或建設成不同的數據庫。3）為了滿足多個應用程序間的數據共享需要，數據中心的數據更新等需求， 需要對數據交換進行統(tǒng)一的設計和管理。4）在數據中心管理系統(tǒng)選型上，需要存儲大量的實時數據，對數據進行頻 繁的寫入和讀取操作，需著重考慮讀取較快、性能較好的數據庫軟件。. 其他網絡系統(tǒng)建設1. 計算機網絡系統(tǒng) 計算機網絡系統(tǒng)由功能獨立的控制專網、業(yè)務網兩張網絡組成。業(yè)務網主要承載河長制綜合管理、水質監(jiān)測系統(tǒng)、水工建筑物監(jiān)測系統(tǒng)、水資源調度和防汛抗旱指揮會商等決策支撐系統(tǒng)、信息服務系統(tǒng)以及綜合辦公系統(tǒng)等應用系統(tǒng)信息以及互聯(lián)網服務信息?？刂茖＞W與業(yè)務網之間由網間專用橫向隔離設備隔離?？刂茖＞W的安全性要求最高，需要做到物理隔離，通過網間專用橫向隔離設備隔離實現與業(yè)務網隔離；業(yè)務網通過防火墻連接至互聯(lián)網。計算機網絡系統(tǒng)承載在通信傳輸系統(tǒng)上，即由通信傳輸系統(tǒng)為計算機網絡系統(tǒng)提供組網鏈路。在計算機網絡與通信傳輸網之間依據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，并實現流域內各水利行政主管單位之間的語音調度任務。語音通信系統(tǒng)利用通信傳輸系統(tǒng)或計算機 網絡系統(tǒng)提供站點間的電路組成一個語音通信網。語音通信系統(tǒng)具有提供 PSTN 基本業(yè)務、補充業(yè)務、IP Centrex 業(yè)務、三方通話業(yè)務的能力，負責完成各通信站點之間的語音通信任務，并實現工程各級管理機構之間、各級管理部門少量的傳真、數據等通信任務，并具備靈活的業(yè)務提供能力與豐富的業(yè)務潛力。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)利用計算機網絡系統(tǒng)提供站點間的電路進行視頻會議組網。建立一個基于 IP 網絡以 為標準的視頻會議通信系統(tǒng)，采用主會場/控 制中心分會場 2 級星型網絡架構組網。在以撫州市水利主管部門為中心會場，設置一套 MCU，負責本地以及全網視頻會議的調度和控制。. 基礎設施設備系統(tǒng)建設IT 基礎設施一般部署于政府指定機房，充分利用撫州市發(fā)改委正推進的生 態(tài)云建設基礎條件，故基礎設施建設不再考慮機房建設，主要包括：1）計算服務器、數據庫服務器、應用服務器、通訊與網絡系統(tǒng)服務器等 服務器及服務集群；2）軟件及硬件負載均衡；3）數據存儲與備份；4）云計算、大數據、數據庫管理軟件、操作系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件。. 水生態(tài)信息化標準體系建設 水生態(tài)信息化標準體系建設基于水生態(tài)信息化基礎技術、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標準，實現和物聯(lián)網相關國際、國家 標準實現充分對接，并在國家行政法律法規(guī)、管理辦法等指導下，結合江西省撫 州市撫河流域生態(tài)保護及綜合治理工程相關應用而進行的。水生態(tài)信息化標準體系建設主要包括總體標準、感知控制層標準、網絡傳輸 層標準、數據層標準、服務支撐層標準、應用服務層標準、信息安全標準等。4. 系統(tǒng)特點. 項目建設特點. 電機控制過載保護功能由于項目涉及到大量的射頻設備和傳感設備，我們的電機控制系統(tǒng)具有過載保護功能，電機過載或短路時，熱繼電器自動切斷電機電源并上傳報警信息到服務器，便于故障排查及時維修。. 斷網續(xù)傳功能監(jiān)控主機采用TIAM3354工業(yè)級處理器，運行開源穩(wěn)定的linux系統(tǒng)，具有心跳檢測、數據備份和冗余功能，即使網絡斷開也可單獨完整的控制本地設備，并在網絡連接后上傳備份數據。. 設備擴展維護方便現場設備采用RS485或者CAN總線鏈接各種傳感器設備，并采用工控標準協(xié)議MODBUS實現現場設備的集中管理，便于設備的擴展維護。. 靈活的數據監(jiān)測傳感器數據監(jiān)測時間間隔可設置，采用先進的數據算法，結合當地氣候大數據，正確分析洪澇災害，確保防洪治洪工作的預備部署。. 水質檢測確保安全用水通過水質傳感器及時發(fā)現水污染問題，并將報警信息上報水質管理中心，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寫的應用程序不用修改就可以在不同的軟硬件平臺上運行。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)網絡程序，對安全性有較高的要求，如果沒有安全保證，用戶從網絡下載程序執(zhí)行就非常危險。Java通過自己的安全機制防止了病毒程序的產生和下載程序對本地系統(tǒng)的威脅破壞。. 適合分布式計算環(huán)境數據可以分散在網絡的不同主機上，同時具備一個計算分散在不同主機上處理的分布式處理。. 采用具有高開放性和穩(wěn)定性的數據庫能在目前所有主流平臺上運行(包括windows).完全支持所有的工業(yè)標準，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數據庫具有更好的開發(fā)性和穩(wěn)定性。. 可伸縮性，并行性以及安全性并行服務器通過使一組結點共享同一簇中的工作來擴展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，用戶可以把數據庫移到UNIX中。Oracle的并行服務器對各種UNIX平臺的集群機制都有著相當高的集成度，另外，我們項目建設獲得最高認證級別的ISO標準認證。. B/S結構的優(yōu)點分析具有分布性特點，可以隨時隨地進行查詢、瀏覽等業(yè)務處理。業(yè)務擴展簡單方便，通過增加網頁即可增加服務器功能。維護簡單方便，只需要改變網頁，即可實現所有用戶的同步更新。開發(fā)簡單，共享性強