智慧环境总体结构智慧环总体结构.doc

9.1 智慧环境总体结构 基于互联网和云计算的智慧环境系统在感知、传输、应用3个层面进行信息化建设，并以数据源管理、数据中心建设和服务中心为主进行构建。其中最底层由在线检测仪表和传感器组成的数据采集端，分为废水感知网络、废气感知网络、治理设施感知网络和设施应用感知网络，中层为数据传输为主的网络传输层，上层为云计算平台，为整个系统提供云数据中心和云服务中心。 感知层通过在目标域布置大量的采集节点，对水、大气、固体废物、危险废物、医疗废物、放射源等环境监测对象的信息进行感知，从而全面及时地采集到需要的数据： 传输层通过有线、无线、卫星等多种网络把采集到的环境数据信息迅速、准确地传输到云数据中心； 应用层为云计算平台，包括数据层和服务层，通过高性能计算、海量数据挖掘、智能分析等技术，对数据进行有效的处理，通过相应的服务实现???环境的智能化管理。 总之，基于云计算技术的智慧环境系统提供高计算能力、海量存储能力、智能数据挖掘和分析能力、消息统一管控能力和可溯源安全保障能力。在数据管理与存储中，采用大规模并行文件与存储系统实现对系统的底层支持，同时使用大规模并行数据库系统进行数据的存储和管理。对于数据的处理，采用了在线分析处理的方法实现环保监测功能。平台还提供了并行数据挖掘、大规模视频分析、海量数据可视化以及应急系统辅助决策等服务。 9.1.1 感知互动层（监控设备层） 现场监控端由一系列传感设备和仪表构成，具备污染源与环境质量监测数据采集、遥感（RS）信息生成、现场视频信息采集、环境温湿度感知、治污设施开关量和模拟量感知、现场设备维护管理身份识别与记录、仪器自我诊断与远程反控、危险源（危废）与放射源射频身份识别（RFID）与定位（GPS）等功能。通过这些感知设备，对水、大气、噪声、土壤、危险废弃物等环境监测对象的状态、参数及位置等信息进行多维感知和数据采集。 9.1.2 网络传输层 建设集传感器网络、无线网络、有线网络、卫星网络等多种网络形态于一体的高速、无缝、可靠的数据传输网络，能够灵活快速地将感知数据传输至云计算数据中心。更加全面的互通互联将各类监测装备进行联网数据传输，实现水、大气、噪声、土壤、危险废弃物等环境监测设备的网络化高速数据传输。本层也采用必威体育精装版的3G/4G无线技术与光线结合的通信网络，实现通信网、互联网与卫星网的融合。 9.1.3 云计算平台 云计算平台是数据存储、分析与服务平台，云平台层分为数据中心和服务中心。数据中心是将所有环境基础信息（基于GIS平台）和监测数据及视频信息，包括污染源、水质和空气质量、危险源（危废）、放射源、餐饮油烟、机动车尾气、环境生态等环境信息，集中在云平台，建设大型资源池，实现数据存储、数据分析、数据整合和数据共享。 服务中心（有人也叫应用层）包括监控平台与数据应用以及省、市、县等监控及应急指挥中心、呼叫中心等各个子系统，并提供基于手机和平板电脑的智慧环境移动应用，这些移动应用从云平台获取相应的信息和服务，实现资源共享及按需服务。我们阐述云计算平台的内部组成。 云数据中心 由于环境数据的结构复杂，类型繁多，所以，环境数据和存储管理一体化是平台的一个关键点，是决定系统综合效能发挥的重要因素。我们基于云计算技术构架了环境云数据中心。在云数据中心上，统一管理如下环境数据： 基础性数据：环境基本情况信息，包括监测点名称、地址、位置、类型等。 历史数据：包括各监控中心前期收集的监测污染物数据。 实时数据：自动监控设备实时采集的现场数据。 统计分析数据：针对上面几类数据的汇总和分析后所得到的数据。 视频监控数据：各个监控点摄像头采集的视频监控信息。 办公数据：日常办公的文档、表格等文件。 环境数据类型多样，包括结构化数据（数值）、图像、视频、声音、地图等。云数据中心的一大特色是基于数据模型来管理和操纵环境数据。每类数据都有自己的模型，数据模型是访问数据中心的标准接口，数据挖掘、并行计算、可视化和视频有哪些信誉好的足球投注网站等服务都是以数据模型为接口来访问环境数据。这就实现了数据的统一维护和查询。基于数据模型，异种异构的环境数据可以在各个平台上交互和存储，从而为建立一个基于云计算的完整的海量环境数据中心奠定了基础。另外，为气象、水文、民政、政府规划、财政、地税、国税、经贸、工商、社会经济、金融等方面与环保有交集的数据平台建立了数据交换标准，便于环保部门与其他政府部门、社会公益团体、企业以及民众进行不同种类和不同优先级的数据交互以及共享。 数据中心上的数据模型，就是通用、高效、易于扩展的环境信息数据格式和语义描述标准，为环境信息的交换、分发和共享提供统一的数据规范，以支持不同应用厂商在数据存储、交换和共享方面的技术需求。除了给环境数据定义模型之外，云平台定义环境信息采集规