基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧燃氣安控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

王丹

摘要：在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，基于現(xiàn)代信息的技術(shù)的智慧城市建設(shè)進程不斷深化，由此，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧燃氣建設(shè)速度也隨之提升?；诖?，本文將針對智慧燃氣安控系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)進行研究，希望對智慧燃氣系統(tǒng)建設(shè)提供參考意見。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);智慧燃氣;關(guān)鍵技術(shù)

引言：

城鎮(zhèn)燃氣存在易燃、易爆等危險特征，如果疏于管理，出現(xiàn)重大安全事故的幾率會大幅提升。傳統(tǒng)燃氣管理模式將整個供應(yīng)流程進行分割，形成數(shù)個供應(yīng)段，各段之間存在信息溝通渠道缺失情況，信息孤島問題較為突出，使得管理體系存在較大漏洞，難以達成預(yù)期控制效果。由此，基于現(xiàn)代信息技術(shù)的智慧燃氣管理體系建設(shè)成為當(dāng)前行業(yè)發(fā)展主要方向，其中安控系統(tǒng)中軟件模塊等關(guān)鍵技術(shù)成為技術(shù)人員研究的主要內(nèi)容。

1.智慧燃氣業(yè)務(wù)平臺構(gòu)建

智慧燃氣業(yè)務(wù)平臺由通信服務(wù)器、WEB服務(wù)、終端等三個主要部分組成。其中通信服務(wù)器主要承擔(dān)連接IOT系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫存取職能，此外，在面對突發(fā)告警信息情況下，利用通訊網(wǎng)絡(luò)及時迅速地將信息傳輸至監(jiān)控人員應(yīng)用終端，提升故障處理響應(yīng)效率。

WEB展示及調(diào)用是WEB服務(wù)基本功能設(shè)置。WEB調(diào)用主要基于JSON協(xié)議，協(xié)議設(shè)計主要依據(jù)實際應(yīng)用進行。WEB調(diào)用過程中需要依照透明方式對數(shù)據(jù)庫表格及JSON格式進行轉(zhuǎn)換，在內(nèi)容不變的情況下減少WEB服務(wù)工作負荷，同時也可以提升數(shù)據(jù)庫遭受終端直接控制風(fēng)險的抵御能力，降低數(shù)據(jù)庫耦合[1]。

短鏈接與長連接是終端應(yīng)用的兩種的主要形式，其中短鏈接主要承擔(dān)與WEB服務(wù)進行交互的職責(zé)，長連接則負責(zé)與通信服務(wù)器進行連接，保持活動性。通信協(xié)議均依照JSON格式進行交互，同時為確保通信安全性，在鏈接階段設(shè)置密文認證，考慮到數(shù)據(jù)階段較為復(fù)雜且對效率存在明顯要求，此階段不采用密文傳輸。受移動端存在后臺耗電等問題，因此，終端應(yīng)用設(shè)計考慮利用華為、小米等第三方進行訂閱推送服務(wù)。

智慧燃氣業(yè)務(wù)平臺構(gòu)建過程中，還需要對用戶類型進行詳細分類并進行命名設(shè)計。依據(jù)應(yīng)用場景差異性，當(dāng)前平臺在用戶類型劃分方面主要分為管理員、一級監(jiān)控中心用戶、二/三/四級監(jiān)控用戶、巡檢員、普通用戶、測試角色、游客（體驗）等，用戶類型之間的差異主要體現(xiàn)在全縣、功能等方面[2]。

2.智慧燃氣軟件模塊設(shè)計

2.1軟件數(shù)據(jù)庫設(shè)計

2.1.1用戶認證及權(quán)限設(shè)計

本系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中需要首先針對用戶認證環(huán)節(jié)進行設(shè)計，此環(huán)節(jié)重點在于對用戶身份的合法性進行驗證。依據(jù)此要求，技術(shù)人員設(shè)計出認證流程。

在用戶權(quán)限設(shè)計方面，通過系統(tǒng)認證后，用戶可以在權(quán)限范圍內(nèi)對系統(tǒng)資源進行訪問。依據(jù)此要求，技術(shù)人員設(shè)計出系統(tǒng)授權(quán)流程。

針對移動端設(shè)計，考慮到部分系統(tǒng)中難以對session進行統(tǒng)一與使用，因此，智慧燃氣平臺設(shè)計中針對終端用戶訪問唯一性的設(shè)計采用服務(wù)器所生成的TOKEN碼作為替代。

2.2 WEB網(wǎng)站功能及接口設(shè)計

本系統(tǒng)在設(shè)計過程中軟件框架構(gòu)成主要采用NETTY/JAVA環(huán)境體系，同時網(wǎng)站訪問功能設(shè)計采用WEB-RPC服務(wù)及B/S方式實現(xiàn)。

其中網(wǎng)站功能設(shè)計內(nèi)容主要涵蓋以下幾方面：第一，用戶登錄模塊設(shè)計;第二，主界面-主框設(shè)計，包括用戶登錄狀態(tài)檢測、全局告警指示等;第三，信息實時檢測，主要內(nèi)容涵蓋GIS展示、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、告警信息處理等;第四，實時信息傳輸，包括在線設(shè)備信息傳輸、告警信息傳輸?shù)龋渲性诰€設(shè)備信息傳輸主要依據(jù)設(shè)備歸屬進行過濾;第五，系統(tǒng)公告發(fā)布;第六，系統(tǒng)信息統(tǒng)計查詢。主要內(nèi)容包括依據(jù)區(qū)域、時間等統(tǒng)計信息對設(shè)備告警情況進行查詢，依據(jù)區(qū)域、時間的統(tǒng)計信息對設(shè)備故障歷史信息進行查詢等。

網(wǎng)站接口設(shè)計方面，技術(shù)人員在實際工作中依據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用需求，對用戶登錄模塊、在線設(shè)備狀態(tài)信息、JSON/SQL協(xié)議透明轉(zhuǎn)換等進行設(shè)計。設(shè)計人員在對JSON接口進行設(shè)計過程中將結(jié)構(gòu)地址、請求方法等作為主要內(nèi)容。

2.3移動應(yīng)用設(shè)計

本系統(tǒng)移動端設(shè)計的主要理念為配合智慧可燃氣體探測器，利用軟件實時檢測功能、警情實時推動功能以及智能化處理功能等，實現(xiàn)便捷有效地監(jiān)控燃氣系統(tǒng)狀態(tài)的目的。

移動終端設(shè)計主要針對個體、物業(yè)單位等，燃氣探測器主要安置在家庭廚房、酒店后廚等區(qū)域，探測器提供二維碼，用戶在完成賬號注冊環(huán)節(jié)后可利用二維碼綁定設(shè)備。在發(fā)生燃氣泄露等情況下，智慧燃氣管理系統(tǒng)自動切斷燃氣供應(yīng)，同時利用短信、電話等途徑通知用戶，避免燃氣泄露等警情給用戶帶來更大的人身或財產(chǎn)損失。

移動端設(shè)計過程中需要注意的重點環(huán)節(jié)在于針對不同手機操作系統(tǒng)進行設(shè)計，當(dāng)前手機主流系統(tǒng)為android以及ios系統(tǒng)，針對這兩項系統(tǒng)進行軟件設(shè)計即可滿足移動端使用要求。

在實際設(shè)計過程中，移動端框架主要采用QT跨平臺框架，最大限度地降低android以及ios代碼出現(xiàn)復(fù)用的情況，其實降低平臺移植頻率，同時在通信協(xié)議設(shè)計方面，采用JSON格式，降低工作人員工作負荷。

總結(jié)：綜上所述，在當(dāng)前智慧城市建設(shè)進程不斷深化的背景下，智慧燃氣管理平臺已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的主流趨向。本文針對智慧燃氣安控系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行研究，希望對技術(shù)人員提供參考意見。

參考文獻：

[1]李超.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的燃氣管網(wǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，498（16）：257-258.

[2]陳建祺.淺析物聯(lián)網(wǎng)智能燃氣系統(tǒng)在城鎮(zhèn)燃氣中的應(yīng)用[J].智能城市，2020，006（007）：51-52.

*浙江省教育廳一般科研項目（y202043849）