物联网应用-公共场所室内环境卫生在线监控系统.ppt

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1、物联网在公共场所环境卫生在线监控平台中的应用,北京同方软件股份有限公司,二零零九年十二月,背景 物联网,物联网(the internet of things)，又名传感网，通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网是继互联网之后的重大历史发展机遇，是信息产业的第三次浪潮，将成为国家经济发展的命脉。,背景 物联网 政策导向,2009年8月7日中国总理温家宝在无锡表示：“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，并指出至少三件事情

2、要尽快去做：一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。11月3日温家宝再次强调“要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的发动机”。,背景 物联网 企业攻关,清华同方在物联网方向上已经进行了前期的技术研究与初步应用，如远程环境信息在线监控分析系统运用在2008北京奥运会赛场和签约酒店中；RFID技术运用在奥运会门票系统中，为保障奥运顺利进行都贡献了自己的一份力量。在数字城市、智能建筑方面，同方也取得不错的成果。中国移动、中国

3、联通等电信运营商分别表示将涉足物联网领域，重点在电力、交通运输、无线环保监测等方面。,背景 物联网 应用领域,公共安全领域利用电子标签、红外感应、各种传感器，加强对危险品监控、垃圾监测处理、可燃物排放、有毒气体排放等进行监测和控制；对重点地区进行视频监控和预警；利用智能终端，提高信息处理和监督的实时性生态环境领域通过传感器、摄像头对污染排放源、空气质量、城市噪音进行监测；加强对水库河流、森林湿地资源情况、电网运行情况进行监测和控制城市交通领域等等,背景 物联网 具体需求,中央电视台11月14日的每周质量报告节目呼吸之忧 我国城市居民每天在室内的时间将近22个小时，而目前我国公共场所中室内空气质

4、量却不容乐观，部分公共场所室内空气污染的严重程度甚至相当于室外大气污染的4-5倍，高的竟然达到了10倍以上，这无疑带来了巨大的健康隐患。卫生监督人员在执法检查中，进行了室内空气中甲醛、可悬浮颗粒物、新风量以及二氧化碳等指标的检测。在客流高峰期对商场、超市等公共场所的检测表明，二氧化碳超标并非个别现象。,物联网 应用案例,公共场所环境卫生在线监控平台环保在线监控平台水文水情在线监控平台重大污染源在线监控及应急平台国务院应急平台,公共场所环境卫生在线监控平台,客户需求分析系统使用的技术系统构架与功能奥运保障完成系统使用总结,客户需求分析,项目背景。客户信息化技术的应用现状分析与建议。针对客户功能的

5、应用分析。,项目背景 前言,在当前数字化、信息化空前发展的时代，陈旧的环境卫生监测方式已经不能满足卫生监督和社会的需求，取而代之的必然是更加先进的技术和更加科学的手段。随着计算机技术、数字网络技术、无线数据通信技术的高速发展，环境卫生监测迎来了一个新时代。建立一张覆盖全市的公共卫生监控网，把所有分散监测点统一自动监控起来，在今天看来已经不是梦想，而是现实可行的。,项目背景 奥运保障任务,2008年的北京奥运会，是举世瞩目的盛会，给国民带来无限自豪和欢乐的同时，也在多个领域带来了众多的挑战，仅涉外的签约宾馆就达119家，比赛及训练场馆达73处。卫生行政部门将面对数量众多的奥运场馆、驻地繁重的卫生

6、监督保障工作，突显出传统的执法方式过程烦琐、工作效率不高等问题。在工作多、任务重、人员少的情况下，通过改变传统工作模式和方法、引进现代的管理理念和先进的科学技术，能使卫生监督部门拥有更充足的执法力量和更丰富的服务手段投入到保障奥运的工作中，从而更好的体现首都卫生监督的良好形象。,客户信息化技术的应用现状分析与建议,项目背景信息化技术应用现状分析信息化技术应用建议,信息化技术应用现状分析,北京市卫生局卫生监督所对公共场所室内环境卫生的监督、检查和控制还停留在靠卫生监督员在现场进行实地检测然后再生成检测报告。当前工作方式的几点弊端：1、工作效率低。2、缺乏全面性。3、无法避免被监管方的作弊行为。4

7、、监管费用高。5、无法实现实时掌控被监管单位的环境卫生情况。6、与现在信息化时代的工作式相差甚远。,客户信息化技术的应用现状分析与建议,项目背景信息化技术应用现状分析信息化技术应用建议,信息化技术应用建议,为了提高工作效率、降低监管费用、防止被监管方的作弊行为，使监管更及时更快速更全面，为了实现这些目标我们必须做到：1、要间隔一定的时间可以得到各个被监管单位的公共环境卫生的相关数据。2、要确保数据使用代表性的是可以作为执法依据的。3、要做到监管人员不用在现场数据也要畅通传输。,信息化技术应用建议,4、如果有超标情况必须在第一时间通知卫生监督员，以采取相应的措施，及时处理超标事件。5、超标报警要

8、灵活多样化，要考虑到监督人员可能是不断更换的，同时要是报警方式和内容可订制。6、当无法正常上传监测数据的时候，可以得到相关监测设备的状态，以方便管理员判断那里发生了故障，以提高问题解决速度和减少断传情况。,信息化技术应用建议,7、系统要有统计分析的功能，能够将监测的数据进行各种统计分析，以产生报告所需要的数据，为分析公共环境卫生的趋势提供依据。8、由于各个被监管单位分布比较分散，所以在技术应用上应该以无限数据传输为主。9、由于涉及到通过网络传输同时涉及到卫生监管数据，系统的安全性、稳定性非常重要。10、在应用上要灵活、简单、人性化。,针对客户功能的应用分析,根据信息化技术应用建议，提出公共场所

9、室内环境卫生在线监控平台的功能：1、系统的功能概述。2、系统开发依据。3、系统目标。4、系统拓扑图。5、系统架构图。,系统功能概述,集成GPRS无线传输技术、短信平台技术、多媒体监控技术、Intranet/Internet网络技术、GIS地理信息技术、WebService软件技术、数据库技术等于一体的大型数据综合管理系统。系统提供管理者、卫生局内部用户、单位级用户、浏览者访问的网络通道，搭建一个合理、高效的信息传输平台、管理平台，并建设一个良好的安全保障体系来保证本系统的安全。,系统开发依据,公共场所室内环境卫生在线监控平台按照我国相关规范和标准公共场所卫生监测技术规范（GB/T 172201

10、998）和公共场所卫生标准与检验方法（GB/T 18204.118204.30-2000）要求，主要应用于大型商场、超市、宾馆、泳池、车站、医院、体育馆、影院以及地下车库等公共场所的卫生质量监控。,系统目标,公共场所室内环境卫生在线监控平台建设的目的是，对公共场所内的环境卫生、空气质量参数（包括温度、湿度、一氧化碳、二氧化碳、甲醛、噪声等）和泳池水质卫生质量参数（包括余氯、水温等）进行现场在线监测，并通过远程数据传输（GPRS、CDMA等）的方式发送至卫生局监控中心的实时监控平台，从而实现对管区内各公共场所卫生质量的有效监控。通过该监控平台，卫生局监控中心负责人还可对各公共场所的通风空调、泳池

11、水泵等设备进行强制性远程控制，达到改善该公共场所卫生质量的目的。,系统目标,卫生部门监控中心管理者在办公室里就可以实时监测到公共场所现场的环境卫生质量状况及可能的超标报警信息；并可以对取得的实时数据进行优化、分析，从而保证系统的有效运行。实时采集系统，实现各个公共场所现场的数据通过无线网络上传至卫生局监控中心，管理者人员可以在监控中心监控公共场所现场运行情况。历史数据查询，可查询任一监测点的任一时间段内的历史监测数据。报表系统，可根据需要进行定制，自动生成报表。,系统目标,短信报警系统，可根据需要灵活设置报警规则和控制执行策略规则，例如当现场超标报警事件发生时，立即以报警短信的方式发送至该场所

12、卫生负责人和卫生局卫生监督人员的手机上。在本系统的基础上，还可以增加无线视频监控设备。建立GIS地理信息系统，支持在地图上进行各项查询、分析汇总数据操作。,系统拓扑结构,系统架构图,系统的技术路线,系统的总体建设原则。数据监测传输组织实现方式。系统使用的技术路线系统间的链接,系统的总体建设原则,系统总体建设分两部分组成：前端在线监测仪表、数据采集仪、GPRS数据采集终端等硬件部分。整体在线监测数据传输平台。由前端部分来完成对卫生监测因子的含量的监测与汇总、转换、传输等工作，监测因子包括甲醛、一氧化碳、二氧化碳、温度、湿度、噪声，这些监测因子由前端独立监测仪器使用不同的方法进行测量获得一个非常准

13、确的测量数据，,系统的总体建设原则,此结果通过数据处理转换后经由GPRS数据采集传输终端向在线监测数据平台传输数据，在线监测数据传输平台来实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析等任务，由此两部分使整个系统达到:安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效的将真实的被监管单位的公共场所室内环境卫生信息展现在监督人员的面前。,数据监测传输组织实现方式,数据监测传输子系统结构示意图。公共场所环境卫生在线监测仪基本功能。公共场所环境卫生在线监测仪组成。,数据监测传输子系统结构示意图,公共场所环境卫生在线监测仪基本功能,实现公共场所卫生质量的现场监测因子含量的实时监测，并为卫生局监控中心提供远程数据，如

14、果监测数据超标可控制外接通风系统或水泵系统但前提必须地提供空调或水泵的控制接口并提供相应设备。同时选配监控摄像头、监控计算机和现场监控软件。,公共场所环境卫生在线监测仪组成,系统由传感器（甲醛、一氧化碳、二氧化碳、温度、湿度、噪声）、变送器、数据采集处理器、GPRS无线数据采集终端等几部分组成（注：已集成为单个设备室内环境卫生在线监测仪）。,国家体育馆,国家游泳中心,国家会议中心击剑馆,室内环境卫生在线监测仪,系统使用的技术,GPRS无线数据传输技术。GSM短信平台技术。GIS地理信息技术。无线视频传输技术。WEB SERVICES 架构。ASP.NET技术。服务器架构。,系统构架与功能,系统

15、的总体结构图及说明。系统功能。系统特性。,系统总体结构及说明,北京市卫生在线监控管理系统采用了先进的三层结构设计，集成GIS，在互联网、专网或局域网上进行跨平台运行，用户可以通过网络实现空间数据查询、属性数据查询、多媒体信息查询、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析，可以使用户更加直观的、便捷的对环境质量卫生监测数据进行管理。,系统软件逻辑结构示意图,系统功能 功能概述,公共场所室内环境卫生在线监控管理系统应用软件，功能包括对空气质量监测点及相关标准、数据终端、通道以及监理人员等基本信息的管理，对数据终端监测数据的实时处理与分析，使用各种复杂条件绘制图表和报表、发送各种实时指令以及其他系

16、统辅助功能等。同时还集成了桌面GIS（桌面地理信息系统），支持在地图上进行各种功能操作。,系统功能 主要功能简介,基本信息管理。实时监测。地理信息系统(GIS)。数据的显示和查询。历史数据查看、分析、统计。报警信息查询和显示。监测数据图表分析。报表生成。用户管理、权限体系。系统日志。,基本信息管理 基本功能,包括以下管理功能：（1）公共信息编码信息管理（2）单位/监测点类信息管理（3）数据终端/通道基本信息管理（4）监测因子标准及报警信息,基本信息管理 主界面,基础信息管理（即监测点管理）主界面,实时监测 功能介绍,实时监测功能包含如下两个重要方面：实时数据即时采集。实时数据即时显示。在电子地

17、图的基础上，连接实时采集的数据，在电子地图上显示监测的数据。监测数据的刷新频率可以由系统设置。实时监测数据至少包括两种显示方式：曲线监控和表格监控。能够通过图表的形式直观地表达数据。,实时监测 数据界面,即时数据的纵向布局图示例,实时监测 实时数据采集及批量实时数据采集,实时数据采集间隔具体由系统管理员根据实际情况定，考虑到无线传输成本，一般设置在1至数分钟一次，并存入数据库；批量实时数据采集为临时采集方案，采集的数据仅供临时查看，不存入数据库。,实时监测 实时数据监测显示,实时数据监测默认以表格的形式显示当前所有监测点的所有监测因子的实时数据，布局方式分两种：（1）横向布局：可以横向比较各监

18、测点位同一监测因子的值；（2）纵向布局：纵向列出全部在测的监测因子的实时数据。显示在表格中的内容可以按以下筛选依据：（1）全部或部分监测点；（2）全部或部分监测因子；,实时监测 实时数据监测显示,显示在表格中的数据可以分别设置显示风格（字体、颜色等）：（1）正常数据：以系统默认字体、颜色显示；（2）无数据：以红色字体显示“无数据”；（3）报警数据：以黄色字体显示数据。另外，用户还可以自己定制以上显示在表格中的数据的显示风格，并指定该表格刷新的周期（秒级）。,实时监测 24小时数据趋势图,对于某监测点的指定监测因子，可以分别绘制24小时趋势图；该图以折线方式或平滑曲线形式显示数据的变化趋势。在2

19、4小时趋势图下方，显示24小时采样数据的统计信息，包括数据量、最值、均值等信息。,实时监测 24小时数据趋势图,地理信息系统(GIS),用于显示各单位各监测点的位置，并可随时查看任意单位的监测数据信息，只需要将鼠标停留在你想要查看的点上即可显示出该点的监测数据和图片，如果该点变为黄色闪烁说明此点超标报警。,地理信息系统(GIS),GIS地图主界面,地理信息系统(GIS),实时数据及报警信息的显示,地理信息系统(GIS)主界面,主地图的目的：直观，形象，准确地将各个被监测单位的具体位置和分布情况显示出来、并将超标排放的点位以动态图标的形式表现出来，方便管理者统一管理。主地图的功能：添加监测点、定

20、位监测点、修改监测点的位置、查看监测点的实时数据、视频图像或图片、查看、超标排放点位的突出显示。,地理信息系统(GIS)查看实时数据,鼠标移动到主地图上的单位或监测点节点时，窗口显示该节点的一些信息。,数据显示和查询 查询方式,本部分功能要实现的查询方式至少如下：（1）市卫生局管理人员可从内网政务平台的业务管理模块中，按各自的权限查询相关的监控信息，也可从外网监控平台上，查询各监测点实时监控信息。（2）各区（县）卫生局，可通过市卫生局在线监控网站，查询本区（县）重点监测点实时监控信息。（3）各被监控场所，可通过市卫生局在线监控网站查询本单位的监控情况，下载数据和报表。（4）监察人员到现场执法或

21、局管理人员在外期间，可用笔记本电脑或PDA（掌上电脑），通过市卫生局在线监控网站查询监控情况。,数据显示与查询 数据查询的权限,系统的登录方式基于权限验证的方式。系统管理员可对注册用户分级，即基于不同的角色管理，例如：市卫生局用户角色、区（县）卫生局用户角色、单位级用户角色、监察用户角色、其他一般用户角色等。对于区（县）卫生局用户，指定的授权单位范围为其本区（县）的参与监控单位或监测点位；对于单位级用户，指定的授权单位范围为其单位集团包含的一组单位或者单个单位；以此类推。不同角色的用户登录系统后，系统显示的单位组或监测点位组将仅仅限于其权限范围内的单位组或监测点位组，其他单位或监测点位将表现为

22、“隐藏”的。不可能出现越权管理的情况。数据查询权限由系统管理员指定和分配。,历史数据的查看、分析、统计,可以随时查询和显示数据库中历史监测数据。监测数据的种类包括：（1）监测点监测因子；（2）在线仪表开机状态；对于实时监测数据，可通过GIS上的快速查看功能查看最近的采样，也可以通过系统提供的多个接口发送即时采样指令立即获取当前的采样值。对于历史监测数据，可通过历史数据浏览功能随时查看数据及曲线。可以随时打印原始测量数据和曲线，或保存曲线为图片文件。提供的辅助功能包括：,历史数据的查看、分析、统计,（1）按日、月份、时间段筛选数据范围；（2）按日均值重新绘制表格和曲线；（3）统计出所选日、月份、

23、时间段的最大值、最小值、均值等统计信息；,历史数据的查看、分析、统计,历史数据浏览界面示例,历史数据的查看、分析、统计,系统提供横向比较查询和显示功能，例如：系统操作员需获知某几个单位对于某几种监测因子的数据对比情况，如几家单位的CO2在某个时间段的对比情况，则只要按以下方式操作：（1）选择多个单位或多个测点的组合；（2）指定要对比的时间范围（按日、按月、按季、按年、按任意时间段）；（3）指定某种监测因子；（4）指定要绘制的曲线类型（如柱状图、条形图、折线图、平滑曲线图等）除绘制曲线外，还有一组表格显示数据值，可以切换显示。同时，还提供统计功能，显示对比数据中按行、按列的最大、最小、平均、求和

24、、方差等统计数据。,历史数据的查看、分析、统计 曲线分类,报警信息查询和显示,可以为每个测试点或监测点的每种监测因子指定报警值上限和下限。当在线数据超出报警值范围时，将引发报警。系统同时支持多种形式的报警：（1）GIS平台上的位置信息闪烁报警，如单位/测试点点位闪烁图标；（2）浏览器上的滚动信息报警；（3）声音报警；（4）短信报警：为每个参控单位指定负责人，设定报警规则后，当某单位发生污染事故时，单位负责人会立即收到来自监控中心的短信，以便及时做出处理。,报警信息查询和显示,系统操作员可以立即处理报警，或者随时调出历史发生的报警记录进行查看、打印、导出、管理等操作。对历史报警信息的查询和显示包

25、括以下：（1）查询某个时间段的所有报警数据信息。（2）查询某个单位在某个时间段的所有报警数据信息。（3）查询显示所有报警的处理记录。（6）管理所有报警记录，包括从数据库中删除历史悠久的已处理报警记录；（7）统计某段时间内某个单位或某些单位的各监测点污染物排放量超标的次数、起止时间、排放最高数据和最低数据信息并。（8）打印或输出以上列出的报警信息表格。,历史报警记录查询,监测数据图表分析,本系统可对单个测试点、单个单位、多个单位的组合、复合条件筛选出的单位组合等按时间条件（按日、按月、按季、按年、按指定的一段时间等）对每种监测因子同时绘出浓度图、总量汇总图等多种方式，支持比较和数据统计（最大、最

26、小、平均、求和等）。,监测数据图表分析 图表显示形式,（1）数十种图表类型：包括柱图、折线图、平滑曲线图、面积图、饼图、趋势图等；（2）三维视图：以上图表类型的三维视图方式；（3）图表标题的显示和编辑，标题格式的设置；（4）图表格式：背景墙、线型、填充、边框、字体等格式的设置；（5）图表打印输出，或导出为多种通用图片格式。,监测数据图表分析示例图,图表分析示例(浓度图),图表分析功能 示例图,以表格显示曲线数据,图表分析功能 示例图,隐藏了选择条件区域的图表,报表生成,系统包含强大的数据处理和报表功能，主要包括以下方面：（1）能自动生成设计好的数据类日（月）报表、定期阶段报表和事件报表，报表内

27、容包括测站（点）信息、偶发事件和报警事件，也包括模拟数据、空间数据和必要的统计结果。（2）报表能以常用的文件格式保存，以便实时加入或事后加入必要的文字补充。当然，系统生成的文本文件、报表和图形等必须能打印出来并以标准文件格式存在硬盘上。,用户管理、权限体系,用户个人信息管理功能：简单的身份信息；所辖监测片区单位信息列表；隶属的角色信息；权限验证信息等。,68,用户管理界面,系统日志,系统日志主要包括安全性日志、数据库日志、应用程序日志和指令日志、短信日志等。（1）安全性日志记录用户登录信息，包括登录日期，登录系统用户名以及登录是否成功等具体信息；（2）数据库日志记录用户进行数据库操作的信息，这

28、些操作对基础表的添加、删除、更新等操作；数据录入和编辑的事件记载等。（3）应用程序日志是记录应用程序本身发生的事件日志，是系统检测、升级、维护等的重要依据；,奥运保障完成系统使用总结,系统在奥运期间担负着70个奥运比赛场馆，120个奥运签约酒店的室内空气质量在线监测任务，在此期间系统运行正常，对超标的场所能够在最快的时间准确无误的将超标情况反映到系统上，并通知相关的卫生监督员，使其实内的空气质量保持达标状态，在奥运期间总计监测数据2322432条数据，系统正式运行后，在北京日报，中国食品质量报等多家媒体对公共场所市内环境卫生在线监控系统均作了相关报道，,奥运保障完成系统使用总结,在此期间卫生部

29、陈部长亲自到北京市卫生监督所监控中心来指导工作，并对公共场所室内环境卫生在线监控系统做出了高度的评价，在奥运会结束后李向阳副市长到北京市卫生监督所查看系统的运行情况和了解系统的功能，以及在奥运期间的运行情况，对此系统非常满意，对系统所作出的贡献给予了充分的肯定。,奥运保障完成系统使用总结,本系统的建成，在公共卫生监测领域开创了信息化技术应用的先河，填补了国内空白，将为卫生监测领域的技术发展和革新起到重要的指导作用。本系统加以改造和扩容，将成为一套应用于卫生监督日常工作的“在线监控管理系统”，可以将城市中人流密集的公共区域纳入到系统中来。,物联网 其他应用案例,环境保护在线监控平台锅炉烟气在线监控平台危险辐射源在线监控平台应急指挥平台水文水情在线监控平台建筑节能在线监控平台 结合各部门、各行业需求，配备适当的传感器，组建传感器联网监控平台，实现更有效的监管监督。,物联网 应用推广,要真正建立一个有效的物联网，规模是一个重要因素，只有具备了规模，才能使物品的智能发挥作用。例如，一个城市有万辆汽车，如果我们只在万辆汽车上装上智能系统，就不可能形成一个智能交通系统。通过物联网技术的研究与应用推广，深化信息化和工业融合，推动城市实现科学发展。,