管理信息化物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺系統(tǒng)解決方案

管理信息化物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺系統(tǒng)解決方案{管理信息化物聯(lián)網(wǎng)}物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺系統(tǒng)解決方案物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺系統(tǒng)解決方案目錄第一章背景31.1挑戰(zhàn)31.2機遇3第二章需求分析42.1現(xiàn)狀分析42.2需求分析4第三章方案設(shè)計53.1總體規(guī)劃、分步實施53.2立足現(xiàn)狀、穩(wěn)妥推進53.3滾動推進、持續(xù)改進53.4重點突出、以點帶面5第四章方案設(shè)計64.1物聯(lián)網(wǎng)私有云系統(tǒng)架構(gòu)64.1.1系統(tǒng)架構(gòu)64.1.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程74.2方案詳細設(shè)計74.3數(shù)據(jù)傳輸84.4數(shù)據(jù)規(guī)則引擎（定制）94.4數(shù)據(jù)存儲104.5數(shù)據(jù)分析處理104.6前端web展示114.6.1物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺搭建114.6.2用戶中心194.6.3日志及報警審計224.7數(shù)據(jù)安全244.7.1用戶數(shù)據(jù)隱私254.7.2訪問許可驗證254.7.3用戶數(shù)據(jù)分離264.7.4攻擊防范機制264.7.5豐富的智能硬件接入方案26第五章案例解析265.1成功案例265.2方案優(yōu)勢28第一章背景1.1挑戰(zhàn)RFID和管理-----也就是目前國內(nèi)市場熱炒的“互聯(lián)網(wǎng)的概念的一種具象化表現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用居、智能消防、工業(yè)檢測等等。隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，市場對物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的以來也越來越大。我國于2009年8月以來，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，在中國受到了極大的關(guān)注。據(jù)預(yù)測，2020年全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將是互聯(lián)網(wǎng)的30倍，僅中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將超過5網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達數(shù)千億的規(guī)模。1.2機遇機遇1加速發(fā)展機遇機遇2管理機制提升機遇在通過技術(shù)手段建設(shè)工作效率體系的前提下，從管理機制上進行一次變革。從而建立“技改+人改”的雙效管理體系，從根本上改變原有的企業(yè)滯后、拖沓的現(xiàn)狀。機遇3服務(wù)提升機遇線救國，提升企業(yè)整體服務(wù)質(zhì)量，提高用戶感知，也在一定程度上降低企業(yè)成本。第二章需求分析2.1現(xiàn)狀分析一些共性的問題，具體困擾歸納如下：及時的溝通渠道或方式，從而變相的增加了工業(yè)生產(chǎn)的成本。工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程不可控，給企業(yè)決策層決策帶來一定的困擾。時時運轉(zhuǎn)情況不明，增加設(shè)備維護費用。產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物缺乏有效控制，增加企業(yè)環(huán)控成本及政策成本。整個工業(yè)生產(chǎn)過程安全性得不到基本保障，無法做到“安全生產(chǎn)。2.2需求分析針對國內(nèi)企業(yè)基本框架性需求，大致歸納成“5化，現(xiàn)狀解析如下：生產(chǎn)業(yè)務(wù)協(xié)同化務(wù)協(xié)同化，從整體上提升工業(yè)生產(chǎn)效率。生產(chǎn)過程智能化智能監(jiān)測、控制、優(yōu)化和決策，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)智能化。產(chǎn)品服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)變。節(jié)能減排標準化事件的發(fā)生，降低企業(yè)環(huán)控成本及政策成本。工業(yè)生產(chǎn)制度化個環(huán)節(jié)，提高作業(yè)人員安全及作業(yè)設(shè)備的安全穩(wěn)定性，防止突發(fā)性災(zāi)難事故的發(fā)生。第三章方案設(shè)計3.1總體規(guī)劃、分步實施根據(jù)目前企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、硬件配置、軟件系統(tǒng)、人員技能水平、實施力量、細節(jié)上有目標、有側(cè)重的一步一步推進，并對計劃執(zhí)行情況進行跟蹤考核。3.2立足現(xiàn)狀、穩(wěn)妥推進在充分利用企業(yè)現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上充分考慮總體實施規(guī)劃和現(xiàn)有系統(tǒng)的關(guān)系，需要經(jīng)過充分論證，按照“5化”的總體規(guī)劃穩(wěn)妥推進。3.3滾動推進、持續(xù)改進必須緊緊抓住主線、突出重點。3.4重點突出、以點帶面廣做準備。第四章方案設(shè)計4.1物聯(lián)網(wǎng)私有云系統(tǒng)架構(gòu)4.1.1系統(tǒng)架構(gòu)聯(lián)網(wǎng)私有云平臺基本框架如下：系統(tǒng)架構(gòu)說明：智能硬件---各類型前端數(shù)據(jù)采集終端；智能硬件數(shù)據(jù)直通接口---平臺提供TCP/IP、HTTP、MQTT方式接入設(shè)備數(shù)據(jù)，同時可提供協(xié)議轉(zhuǎn)換器以幫助其他協(xié)議的設(shè)備接入平臺；用戶數(shù)據(jù)管理服務(wù)---主要指用戶賬戶信息、用戶設(shè)備信息等；用戶應(yīng)用管理服務(wù)---主要指租戶用戶的各種應(yīng)用數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)應(yīng)用編程接口及開發(fā)包---應(yīng)用端Java、Python等語言版本的API；數(shù)據(jù)安全服務(wù)邏輯---平臺提供安全可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)，提供端到端的加密服務(wù)，臺的數(shù)據(jù)安全可靠。數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)邏輯---潤，為企業(yè)突破創(chuàng)新發(fā)展提供支撐；---提供傳統(tǒng)的web方式展現(xiàn)平臺內(nèi)的數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，同時提供平臺管理的入口，如設(shè)備的管理，人員賬戶等基礎(chǔ)信息的管理。4.1.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計原理推導(dǎo)出的系統(tǒng)數(shù)據(jù)流流程圖如下：4.2方案詳細設(shè)計基于物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺方案將整體系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)傳輸收集傳輸、規(guī)則引擎、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析處理、前端web展示四部分組成。4.3數(shù)據(jù)傳輸基于物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺系統(tǒng)向用戶提供一個簡單易用的智能硬件數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)采集特點通訊協(xié)議TCP/IPHTTP以及輕量級通信協(xié)議MQTTJSON據(jù)上報使用了間斷式連接，大大降低了設(shè)備上的代碼足跡和及數(shù)據(jù)帶寬和流量。物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺系統(tǒng)支持：8核16g10002w個測量終端,每個點平均20個網(wǎng)關(guān)；前端服務(wù)器，手機同時在線量2000到6000；高并發(fā)、低延遲設(shè)備數(shù)據(jù)提交根據(jù)用戶需求開放支持第三方硬件設(shè)備接入和數(shù)據(jù)提交的定制方案設(shè)備規(guī)模支持可按需彈性擴展數(shù)據(jù)傳輸對應(yīng)的后臺服務(wù)器支持負載均衡、高可用，支持第三方協(xié)議接入、設(shè)備GIS信息管理（此需求非普適性需求，若用戶對此方面有明確要求，需要進4.4數(shù)據(jù)規(guī)則引擎（定制）規(guī)則引擎基于云端的智能，可以實現(xiàn)基于幾乎任何行為或場景的觸發(fā)機制，并且能夠讓用戶通過電子郵件、短信或推送獲得事件被觸發(fā)的通知；置預(yù)警機制，通過郵件短信或手機端app推送預(yù)警通知。物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺規(guī)則庫引擎為選配單元，用戶可根據(jù)實際情況進行選配。4.4數(shù)據(jù)存儲物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺管理系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)存儲部分采用海量分布式設(shè)備數(shù)據(jù)存儲和處理機制，主要負責(zé)存儲大部分平臺數(shù)據(jù)，包括結(jié)構(gòu)化\非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、各及在線擴展。現(xiàn)有規(guī)?？芍С?0,000租戶，每租戶可運行10個應(yīng)用項目。物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺存儲主要優(yōu)勢：用戶應(yīng)用數(shù)據(jù)隔離存儲；針對智能傳感器的數(shù)據(jù)特點進行存儲和查詢優(yōu)化；分級緩存入庫存儲機制，高速查詢應(yīng)用和設(shè)備最新數(shù)據(jù)；滿足應(yīng)用數(shù)據(jù)優(yōu)先和設(shè)備數(shù)據(jù)優(yōu)先不同的數(shù)據(jù)應(yīng)用模式；內(nèi)置數(shù)值類數(shù)據(jù)常用的數(shù)值統(tǒng)計和計算功能；數(shù)據(jù)存儲主要特點4.5數(shù)據(jù)分析處理數(shù)據(jù)集中高效處理分析。單臺數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)器可支持200并發(fā)數(shù)據(jù)查詢，可彈性規(guī)模擴展；數(shù)據(jù)查詢響應(yīng)達到秒級：1,000條數(shù)據(jù)查詢典型返回結(jié)果時長<1秒。三方應(yīng)用端Java版API（API分為基本接口、對外擴展接口及應(yīng)用實例三大類）：支持跨平臺數(shù)據(jù)調(diào)用11種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)接口+擴展數(shù)據(jù)應(yīng)用接口JavaAPI及SDK，PythonAPI及SDKHTTP通用快速數(shù)據(jù)服務(wù)接口1、數(shù)據(jù)處理引擎支持高可用性及集群需求，可根據(jù)用戶不同需求進行按需2APPAPP上進行設(shè)備注基于用戶思維及平臺的開放性原則，可根據(jù)用戶實際需求做有償定制化開發(fā)。4.6前端web展示web據(jù)匯總展示都通過此平臺進行呈現(xiàn)。Web界面主要模塊包括：基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺的搭建、用戶中心、日志及報警審計三個模塊。4.6.1物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺搭建搭建私有物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺您只需要4步即可完成1、私有云搭建---用戶注冊一體，基于云創(chuàng)自主研發(fā)的云存儲核心技術(shù)，為用戶的關(guān)鍵數(shù)據(jù)提供安全保障；數(shù)據(jù)副本機制等保障部分硬件損壞的情況下用戶的數(shù)據(jù)不丟失、服務(wù)不中斷；心保存數(shù)據(jù)的地方。另外，個人用戶都喜歡使用云盤服務(wù)，如百度云盤、360云網(wǎng)私有云不僅可靠，還支持云盤功能，大大方便單位集中共享存儲和訪問數(shù)據(jù)。綁定功能，主體示意圖如下：用戶設(shè)備自主注冊頁面安全憑證綁定頁面云盤功能為選配功能，可根據(jù)用戶實際需要做有償服務(wù)。私有云支持高可用及集群設(shè)計，可根據(jù)用戶需求做定制私有云平臺支持負載均衡，為選配模塊2、創(chuàng)建應(yīng)用戶管理員。項應(yīng)用的權(quán)限，每項應(yīng)用為各部門日常應(yīng)用或關(guān)鍵應(yīng)用。應(yīng)用。具體流程如圖所示創(chuàng)建應(yīng)用選擇中我的應(yīng)用，然后點擊創(chuàng)建應(yīng)用按鈕填寫應(yīng)用的相關(guān)信息戶可根據(jù)應(yīng)用需求：1）在預(yù)建表的表結(jié)構(gòu)中添加自定義數(shù)據(jù)字段2）根據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯創(chuàng)建自己的數(shù)據(jù)列表3、添加硬件在應(yīng)用中心的設(shè)備管理界面下，租戶用戶添加數(shù)據(jù)設(shè)備可以通過兩種方式：1）在應(yīng)用的設(shè)備表中建立一天數(shù)據(jù)設(shè)備記錄。具體操作如下保存。接入服務(wù)選擇已添加的服務(wù)協(xié)議，目前平臺支持的協(xié)議有三種HTTP、MQTT、TCP。如圖所示添加硬件設(shè)備2）通過Excel工作單批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)設(shè)備點擊批量導(dǎo)入按鈕，選擇租戶用戶已經(jīng)整理好的Excel傳即可。通過Excel工作單批量添加設(shè)備的圖示流程如圖所示批量導(dǎo)入設(shè)備Excel配置信息示范義的方法進行設(shè)備注冊。并獲取安全驗證憑證，用于后續(xù)數(shù)據(jù)提交。是哪一臺設(shè)備發(fā)送的。也極速提高了日后用戶查看該設(shè)備的數(shù)據(jù)時查詢的效率。進入設(shè)備注冊和數(shù)據(jù)模擬界面設(shè)備注冊4.查看數(shù)據(jù)用戶可在用戶中心指定應(yīng)用下的應(yīng)用數(shù)據(jù)分頁頁面上：1）實時查看設(shè)備數(shù)據(jù)入庫情況，2）查詢指定時段的設(shè)備入庫數(shù)據(jù)，3）通過可視化界面查看指定字段的時段平均值。認情況下是每30秒刷新一次，還有一個入庫圖示按鈕，點擊它即可以查看應(yīng)用況。如圖所示：查看應(yīng)用下最新數(shù)據(jù)查看過去時間段內(nèi)應(yīng)用下設(shè)備的入庫情況查看某段時間內(nèi)應(yīng)用下所有設(shè)備的詳細入庫情況查看設(shè)備在某段時間內(nèi)的詳細數(shù)據(jù)信息用戶可在用戶中心指定的應(yīng)用下的設(shè)備管理分頁頁面上：4.6.2用戶中心物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺系統(tǒng)用戶管理模塊采用角色分類、分級管理、分級授權(quán)，自動繼承的模式。（租戶管理員）賬號訪問權(quán)限、訪問所有應(yīng)用下所有設(shè)備等；管理員（租戶管理員）：創(chuàng)建及刪除租戶管理員下屬節(jié)點的用戶，更改\重置個人及子節(jié)點用戶信息、訪問所屬節(jié)點下所有應(yīng)用的所有設(shè)備等；操作員：查看所屬節(jié)點下所有應(yīng)用對應(yīng)的所有設(shè)備，更改個人用戶密碼等；問權(quán)限；指定應(yīng)用下的部分設(shè)備訪問權(quán)限；系統(tǒng)管理員（平臺管理員）授權(quán)租戶管理員界面：系統(tǒng)管理員管理節(jié)點管理員界面截圖：節(jié)點管理員（租戶管理員）訪問權(quán)限示意：節(jié)點管理員（租戶用戶）應(yīng)用管理：節(jié)點管理員管理設(shè)備：節(jié)點用戶設(shè)備樓宇地形圖展示：4.6.3日志及報警審計想，主要包含一下模塊：平臺匯總信息總覽（所屬節(jié)點及所屬子節(jié)點信息匯總）應(yīng)用信息匯總單項應(yīng)用信息匯總設(shè)備信息匯總設(shè)備憑證信息用戶統(tǒng)計信息（包含子節(jié)點用戶信息）設(shè)備數(shù)據(jù)日志信息數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出報警審計信息日志及審計信息數(shù)據(jù)存儲及備份可根據(jù)實際需要選擇存儲及備份時間（1個月、6個月、1年等）......平臺信息總覽：應(yīng)用信息總覽：單項應(yīng)用信息總覽：數(shù)據(jù)導(dǎo)出：用戶\設(shè)備報警信息根據(jù)用戶實際需求做定制化呈現(xiàn)，再次不做過多展示。4.7數(shù)據(jù)安全工作，成了業(yè)界首要解決的難題。物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全采用多層次安全檢驗及訪問權(quán)限控制等手段來實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全保障。數(shù)據(jù)安全機制：應(yīng)用數(shù)據(jù)隔離：用戶各應(yīng)用數(shù)據(jù)相互隔離，無數(shù)據(jù)交叉；數(shù)據(jù)副本機制：應(yīng)用數(shù)據(jù)采用副本存儲機制，確保數(shù)據(jù)不丟失；訪問權(quán)限控制：各用戶（不同權(quán)限的用戶）訪問指定范圍內(nèi)的指定應(yīng)用；企業(yè)級防火墻：數(shù)據(jù)存儲安全防護第一道墻；數(shù)據(jù)訪問認證：數(shù)據(jù)訪問采用數(shù)字認證機制；數(shù)據(jù)共享選項：有限權(quán)限數(shù)據(jù)共享機制；設(shè)備數(shù)據(jù)驗證4.7.1用戶數(shù)據(jù)隱私保留任何副本。4.7.2訪問許可驗證面對數(shù)據(jù)處理服務(wù)的請求，物聯(lián)網(wǎng)私有云通過使用AccessID/AccessKey對稱加密的方法來驗證發(fā)送請求的用戶身份。AccessID用于標示用戶，AccessKey對稱驗證結(jié)果決定接受或拒絕服務(wù)請求。4.7.3用戶數(shù)據(jù)分離物聯(lián)網(wǎng)私有云平臺對所有權(quán)限用戶數(shù)據(jù)的建表構(gòu)建采用用戶名++表名操作。4.7.4攻擊防范機制如過于頻繁或參數(shù)數(shù)據(jù)超大的HTTPPOST請求會導(dǎo)致服務(wù)被拒絕。4.7.5豐富的智能硬件接入方案HTTP和MQTT完整解決方案。第五章案例解析5.1成功案例PM2.5大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺案例目前已在多個城市大規(guī)模部署的PM2.5據(jù)。2015年底將擴展至10,000套以上以不同協(xié)議接入的PM2.5傳感器單元，監(jiān)控范圍覆蓋全國絕大部分地區(qū)。基于萬物云的大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺很好地滿足這個監(jiān)控平臺上的所有海量異構(gòu)的傳感器數(shù)據(jù)存儲需求，并提供強大的準實時數(shù)據(jù)處理能力。平臺支持通過WEB頁面和手機APP的方式，顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。PM2.5傳感器通過平臺展示提供web訪問和手機APP展示，提功能，讓公眾居民感受到既是生態(tài)環(huán)境的享受者，也是保護生態(tài)環(huán)境的保護者。通過WEB頁面可以訪問到相關(guān)的數(shù)據(jù)。Web的數(shù)據(jù)展示圖：通過手機APP的方式進行訪問。通過手機APP的數(shù)據(jù)展示圖：5.2方案優(yōu)勢面向物聯(lián)網(wǎng)智能硬件大數(shù)據(jù)的一站式存儲處理托管服務(wù)平臺提供海量物聯(lián)數(shù)據(jù)存儲空間、