管理信息化物联网物联网私有云平台系统方案

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1、管理信息化物联网物联网私有云 平台系统方案 管理信息化物联网物联网私有云 平台系统方案 管理信息化物联网物联 网私有云平台系统方案 管理信息化物联网物联 网私有云平台系统方案 物联网私有云平台物联网私有云平台 系统解决方案系统解决方案 目录目录 第一章背景 3 1.1 挑战 3 1.2 机遇 3 第二章需求分析 4 2.1 现状分析 4 2.2 需求分析 4 第三章方案设计 5 3.1 总体规划、分步实施 5 3.2 立足现状、稳妥推进 5 3.3 滚动推进、持续改进 5 3.4 重点突出、以点带面 5 第四章方案设计 6 4.1 物联网私有云系统架构 6 4.1.1 系统架构 6 4.1.3

2、 系统数据流程 7 4.2 方案详细设计 7 4.3 数据传输 8 4.4 数据规则引擎（定制）9 4.4 数据存储 10 4.5 数据分析处理 10 4.6 前端 web 展示 11 4.6.1 物联网私有云平台搭建 11 4.6.2 用户中心 19 4.6.3 日志及报警审计 22 4.7 数据安全 24 4.7.1 用户数据隐私 25 4.7.2 访问许可验证 25 4.7.3 用户数据分离 26 4.7.4 攻击防范机制 26 4.7.5 丰富的智能硬件接入方案 26 第五章案例解析 26 5.1 成功案例 26 5.2 方案优势 28 第一章背景第一章背景 1.1 挑战1.1 挑战

3、物联网是指利用传感技术、RFID 标签、嵌入式系统技术等，将各种信息传感设备与互联 网结合起来而形成的一个巨大的网络，其目的是将所有物品与互联网连接在一起以用于识别 和管理-也就是目前国内市场热炒的“互联网+”的概念的一种具象化表现。物联网应用 行业为多学科，多领域交叉产业，涉及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家 居、智能消防、工业检测等等。 随着市场经济的不断发展，市场对物联网行业的以来也越来越大。我国于 2009 年 8 月 提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，在中国受到了极 大的关注。据预测，2020 年全球物联网产业产值将是互联网的 30 倍，

4、仅中国物联网产业产 值将超过 5 万亿。目前，我国已形成从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链，物联 网产业规模已达数千亿的规模。 虽然市场前景较好，但目前针对国内企业，物联网应用也面临着相当的困局，例如：企 业内部生产业务与物流管理上下脱节，缺乏基本的信息互通及共享；目前大多数企业依然为 劳动密集型企业，整个生产过程缺乏智能化管理（缺乏智能物料控制、生产设备监测，生产 流程优化控制等） ；产品售后服务追踪机制缺乏，导致用户感知较差； 1.2 机遇1.2 机遇 机遇 1 加速发展机遇 通过建设现代化企业物联网管理体系来加速企业的发展， 包括产品生产环节、 成本控制环节、绩效优化环节、产品流

5、转环节、产品售后环节等整个企业各部门。 机遇 2 管理机制提升机遇 在通过技术手段建设工作效率体系的前提下，从管理机制上进行一次变革。 从而建立“技改+人改”的双效管理体系，从根本上改变原有的企业滞后、拖沓 的现状。 机遇 3 服务提升机遇 通过建立企业物联网私有云管理体系，提高整体人员的精神面貌，从而“曲 线救国” ，提升企业整体服务质量，提高用户感知，也在一定程度上降低企业成 本。 第二章需求分析第二章需求分析 2.1 现状分析2.1 现状分析 目前，物联网应用在企业中的应用相对较少，但同时，在企业整个运转过程中又面临着 一些共性的问题，具体困扰归纳如下： 企业内部生产业务和物流管理与企业

6、上、下游及社会协作单位进行协同工作时缺乏有效 及时的沟通渠道或方式，从而变相的增加了工业生产的成本。 工业产品生产过程不可控，给企业决策层决策带来一定的困扰。 产品生命周期缺乏管理和跟踪，产品质量也缺乏有利保障，各生产环节涉及的生产设备 时时运转情况不明，增加设备维护费用。 产品生产过程中产生的污染物缺乏有效控制，增加企业环控成本及政策成本。 整个工业生产过程安全性得不到基本保障，无法做到“安全生产” 。 2.2 需求分析2.2 需求分析 针对国内企业基本框架性需求，大致归纳成“5 化” ，现状解析如下： 生产业务协同化 整合现有的工业生产流程，实现整个流程的优化控制，实现企业内部及企业与企业

7、之间的业 务协同化，从整体上提升工业生产效率。 生产过程智能化 用物联网私有云机制时时监控生产过程的设备状态、物料消耗及产品质量，通过生产过程的 智能监测、控制、优化和决策，实现企业生产智能化。 产品服务网络化 将智能传感穿插到产品设计和生产的整个生命周期中，促进企业从生产制造型向制造服务型 转变。 节能减排标准化 通过对生产过程中各个环节污染物的监测、控制和管理来减少污染物的排放，同时防止突发 事件的发生，降低企业环控成本及政策成本。 工业生产制度化 将智能传感技术嵌入到危化品存储、生产、运输（包括生产危化品的工作车间等环境）等各 个环节，提高作业人员安全及作业设备的安全稳定性，防止突发性灾

8、难事故的发生。 第三章方案设计第三章方案设计 3.1 总体规划、分步实施3.1 总体规划、分步实施 根据目前企业网络环境、硬件配置、软件系统、人员技能水平、实施力量、 数据和应用等方面状况，既要从整体上统筹安排近期、中期和最终目标，又要从 细节上有目标、有侧重的一步一步推进，并对计划执行情况进行跟踪考核。 3.2 立足现状、稳妥推进3.2 立足现状、稳妥推进 在充分利用企业现有资源的基础上充分考虑总体实施规划和现有系统的关 系，需要经过充分论证，按照“5 化”的总体规划稳妥推进。 3.3 滚动推进、持续改进3.3 滚动推进、持续改进 通过试点（分厂）部门的使用，供应商将汇同新疆电信不断对该系统

9、进行改 进，完善功能，最大限度地满足实际业务需要。同时，在整个信息化推进过程中， 必须紧紧抓住主线、突出重点。 3.4 重点突出、以点带面3.4 重点突出、以点带面 该项目涉及部门较多，不可能同时实施所有系统。建议选择试点部门，优先 实施核心系统。在实施过程中，还应不断总结经验和进行改进，为全面的系统推 广做准备。 第四章方案设计第四章方案设计 4.1 物联网私有云系统架构4.1 物联网私有云系统架构 4.1.1 系统架构4.1.1 系统架构 根据国内现有企业基本现状，结合行业一流物联网云平台设计经验，设计物 联网私有云平台基本框架如下： 系统架构说明： 智能硬件-各类型前端数据采集终端； 智

10、能硬件数据直通接口-平台提供 TCP/IP、HTTP、MQTT 方式接入设备数据， 同时可提供协议转换器以帮助其他协议的设备接入平台； 用户数据管理服务-主要指用户账户信息、用户设备信息等； 用户应用管理服务-主要指租户用户的各种应用数据； 数据应用编程接口及开发包-应用端 Java、Python 等语言版本的 API； 数据安全服务逻辑-平台提供安全可靠的数据服务， 提供端到端的加密服务， 提供设备数据入库的验证服务，提供设备的安全码验证服务等安全措施以保障平 台的数据安全可靠。 数据服务业务逻辑-让数据服务于业务， 系统通过对客户大量业务数据的分 析，总结出该企业经营的业务的特点，从而为降

11、低成本，加速业务增长，提高利 润，为企业突破创新发展提供支撑； 大数据平台产品门户网站-提供传统的web方式展现平台内的数据分析的结 果，同时提供平台管理的入口，如设备的管理，人员账户等基础信息的管理。 4.1.3 系统数据流程4.1.3 系统数据流程 根据物联网私有云平台系统架构设计原理推导出的系统数据流流程图如下： 4.2 方案详细设计4.2 方案详细设计 基于物联网私有云平台方案将整体系统分为数据传输收集传输、规则引擎、 数据存储、数据分析处理、前端 web 展示四部分组成。 4.3 数据传输4.3 数据传输 基于物联网私有云平台系统向用户提供一个简单易用的智能硬件数据接入、 存储和处理

12、以及数据应用一站式数据分析处理展示服务平台，旨在降低物联网数 据应用的技术门槛及运营成本，满足物联网产品原型开发、商业运营和规模发展 各阶段的需求， 特别是物联网项目初创团队和中小规模物联网项目的公司的需求。 数据采集特点 物联网私有云平台提供快捷方便的硬件接入方式，支持支持主流物联网设备 通讯协议 TCP/IP、HTTP 以及轻量级通信协议 MQTT，支持 JSON 数据格式协议，数 据上报使用了间断式连接，大大降低了设备上的代码足迹和及数据带宽和流量。 物联网私有云平台系统支持： 后台服务器（8 核 16g 内存）带机量 1000 个网关，最大 2w 个测量终端,每个 点平均 20 个网关

13、； 前端服务器，手机同时在线量 2000 到 6000； 高并发、低延迟设备数据提交 根据用户需求开放支持第三方硬件设备接入和数据提交的定制方案 设备规模支持可按需弹性扩展 数据传输对 应的后台服务器 支持负载均衡、 高可用，支持第 三方协议接入、 设备 GIS 信息管理（此需求非普适性需求，若用户对此方面有明确要求，需要进 行定制化，在强化系统功能的前提下也将产生相应的费用） ； 4.4 数据规则引擎（定制）4.4 数据规则引擎（定制） 规则引擎基于云端的智能，可以实现基于几乎任何行为或场景的触发机制， 并且能够让用户通过电子邮件、短信或推送获得事件被触发的通知； 物联网私有云平台拥有前置和

14、后置规则引擎，可根据用户可自定义的规则设 置预警机制，通过邮件短信或手机端 app 推送预警通知。 物联网私有云平台规则库引擎为选配单元，用户可根据实际情况进行选配。 4.4 数据存储4.4 数据存储 物联网私有云平台管理系统后台数据存储部分采用海量分布式设备数据存 储和处理机制，主要负责存储大部分平台数据，包括结构化非结构化数据、各 应用数据等；现有配置支持海量数据存储（包括冗余容错） ，可随时按需热部署 及在线扩展。现有规模可支持 50,000 租户，每租户可运行 10 个应用项目。 物联网私有云平台存储主要优势： 用户应用数据隔离存储； 针对智能传感器的数据特点进行存储和查询优化； 分级

15、缓存入库存储机制，高速查询应用和设备最新数据； 满足应用数据优先和设备数据优先不同的数据应用模式； 内置数值类数据常用的数值统计和计算功能； 数据存储主要特点 数据存储支持高可用性及集群需求，可根据用户不同需求进行按需定制（根 据用户实际需求做有偿定制服务） 。 4.5 数据分析处理4.5 数据分析处理 物联网私有云平台采用开放性平台架构设计，可根据中心存储数据进行海量 数据集中高效处理分析。 单台数据应用服务器可支持 200 并发数据查询，可弹性规模扩展； 数据查询响应达到秒级：1,000 条数据查询典型返回结果时长1 秒。 基于开放性平台架构的设计能够满足广泛的第三方接口需求，且公司提供第

16、 三方应用端 Java 版 API（API 分为基本接口、 对外扩展接口及应用实例三大类） ： 支持跨平台数据调用 11 种基础数据服务接口+扩展数据应用接口 JavaAPI 及 SDK，PythonAPI 及 SDK HTTP 通用快速数据服务接口 1、数据处理引擎支持高可用性及集群需求，可根据用户不同需求进行按需 定制（根据用户实际需求做有偿定制服务） 。 2、根据用户不同需求，部分用户提出开发移动端 APP，在 APP 上进行设备注 册、时时信息查看及接收报警信息等模块的需求，由于此需求非普适性需求，但 基于用户思维及平台的开放性原则，可根据用户实际需求做有偿定制化开发。 4.6 前端 web 展示4.6 前端 web 展示 基于物联网私有云平台，前端 web 为直面用户界面，用户的大部分操作及数 据汇总展示都通过此平台进行呈现。 Web 界面主要模块包括：基础物联网私有云平台的搭建、用户中心、日志及 报警审计三个模块。 4.6.1 物联网私有云平台搭建4.6.1 物联网私有云平台搭建 搭建私有物联网私有云平台您只需要