水务集中监控管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种水务集中监控管理系统，包括：TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端、IO系列的水务数据采集控制智能终端、水务数据接收网关设备、水务数据采集网关设备、远程监控系统和水务集中测控网关设备，水务集中测控网关设备接收调控指令，并转换为对应的控制策略下发至各个数据采集控制智能终端，以实现远程调控。本发明采用专用嵌入式智能终端设备和数据网关设备实现层次化数据采集体系，可以适用于各种网络环境，采集各种系统、设备、仪表数据，为水务用户搭建公共的统一数据采集平台。
【专利说明】
水务集中监控管理系统
技术领域
[0001]本发明涉及水务监控技术领域，特别涉及一种水务集中监控管理系统。
【背景技术】
[0002]目前污水处理厂、自来水厂、栗站、监测站点的远程数据采集和远程控制没有成熟专有系统。多数情况下，利用组态软件部署在互联网(或企业专网)上进行远程数据采集和远程控制，利用通用DTU/RTU进行数据通讯。组态软件的应用基础是工业网(局域网)，工业网网络稳定、安全性高，组态软件运行效果很好，是工业领域的常规数据采集控制系统。但在互联网领域，传统的组态软件+DTU/RTU不能在稳定性差、安全性差(相对于工业网)的互联网上良好应用，传统方式存在以下问题:
[0003](I)数据传输可靠性差:由于组态技术发源于工业网络，工业网为有线局域网，网络拓扑单一、稳定，而互联网网络环境复杂，并且有无线(包括GPRS、3G等)网络路径，组态软件原有的数据传输技术不能完全适应互联网，容易出现连接中断或数据丢失，目前的DTU/RTU产品多为透明传输的通用产品，存储量小，不能实现可靠的断点续传；
[0004](2)工业数据库支持数据综合分析能力差:组态软件利用工业库存储实时数据，工业库用于存储海量实时数据，采用线性压缩存储技术，存储机制为变化存储，另外，数据存储单元为“变量”每个变量一个记录。这种机制针对实时监控、历史分析、多变量对比分析等纵向抽取的支持力度很大，但对于多站点指标查询、对比分析、统计分析等多维分析不支持直接访问，需要大量中间处理过程，开发复杂，效率较低，人机交互时间长；
[0005](3)远程控制不可靠:组态软件为实时控制软件，需要稳定快速的网络通道，但互联网网络环境复杂，并且有无线(包括GPRS、3G等)网络路径，网络不稳定，丢包率较高，组态软件的控制指令不能及时送达和回馈，其原有远程控制机制容易出现错误；
[0006](4)不能进行数据标准化:组态软件采用的是变量存储管理机制，DTU/RTU为透明传输，变量为自控工程师自定义，变量定义不能包含太多业务概念，组态过程不能实现数据的指标化定义、管理以及标准化，不利于在线数据的后续综合分析；
[0007](5)不能进行数据预处理:基于组态软件功能及工业库变量存储机制，组态软件及DTU/RTU不能在采集前端实现复杂公式计算、数据统计汇总、特征数据提取等数据预处理功會K。
【发明内容】
[0008]本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
[0009]为此，本发明的一个目的在于提出一种水务集中监控管理系统，采用专用嵌入式智能终端设备和数据网关设备实现层次化数据采集体系，可以适用于各种网络环境，采集各种系统、设备、仪表数据，为水务用户搭建公共的统一数据采集平台。
[0010]为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种水务集中监控管理系统，包括:TCP系列的水务数据采集控制智能终端，与水务企业厂站的自动控制系统进行通信，用于采集水务企业厂站的自动控制系统的自控变量数据，并根据内置的标准化数据指标库将所述自控变量数据转化为标准指标数据，并进行数据预处理得到所述水务企业厂站的自动控制系统的基础数据和特征数据；
[0011 ] NC系列的水务数据采集控制智能终端，与监测站点的自动控制系统和设备仪表的串口进行通信，用于采集所述监测站点自动控制系统的自控变量数据和所述设备仪表的设备串口数据，并根据内置的标准化数据指标库将所述自控变量数据和设备串口数据转化为标准指标数据，并进行数据预处理得到所述监测站点的自动控制系统和设备仪表的基础数据和特征数据；
[0012]1系列的水务数据采集控制智能终端，与监测站点的自动控制系统和设备仪表的1接口进行通信，用于采集所述监测站点自动控制系统的自控变量数据和所述设备仪表的设备1接口数据，并根据内置的标准化数据指标库将所述自控变量数据和设备1接口数据转化为标准指标数据，并进行数据预处理得到所述监测站点的自动控制系统和设备仪表的基础数据和特征数据；
[0013]水务数据接收网关设备，与所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端和1系列的水务数据采集控制智能终端相连，用于与TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端和1系列的水务数据采集控制智能终端同步更新内置的标准化数据指标库，并接收来自所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端和1系列的水务数据采集控制智能终端的所述水务企业厂站的自动控制系统的基础数据和特征数据和所述监测站点的自动控制系统和设备仪表的基础数据和特征数据，并上传至远程监控系统；
[0014]水务数据采集网关设备，与第三方远传设备仪表、第三方系统数据库服务器、第三方数据传输单元相连，用于采集来自所述第三方远传设备仪表、第三方系统数据库服务器、第三方数据传输单元的变量数据，并根据内置的标准化数据指标库将所述变量数据转化为标准指标数据，并进行数据预处理得到所述第三方远传设备仪表、第三方系统数据库服务器、第三方数据传输单元的基础数据和特征数据，并上传至远程监控系统；
[0015]远程监控系统，与所述水务数据接收网关设备和所述水务数据采集网关设备相连，用于接收来自所述水务数据接收网关设备和所述水务数据采集网关设备的基础数据和特征数据，并对所述实时数据、基础数据和特征数据进行分析并呈现给运营管理人员，对所述实时数据、基础数据和特征数据进行分析生成对所述自动控制系统的远程控制指令；
[0016]水务集中测控网关设备，与所述远程监控系统、所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端和1系列的水务数据采集控制智能终端相连，用于接收来自所述远程监控系统的调控指令，根据预设本地控制策略和控制模型，将所述调控指令转换为对应的控制策略，将所述控制策略下发至所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端和1系列的水务数据采集控制智能终端，其中，所述控制策略用于记录与所述调控指令对应的控制参数。
[0017]进一步，所述水务数据采集网关设备设置有临时库、历史库和基础库;所述水务数据接收网关设备设置有实时库、历史库、基础库和专题库。
[0018]进一步，所述实时库用于存储即时数据，为实时监测应用提供数据提取服务；
[0019]所述临时库用于临时存储短期数据，包括:所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端、1系列的水务数据采集控制智能终端和所述水务数据采集网关设备标准化后的数据；
[0020]所述历史库用于存储来自所述实时库和临时库的历史数据；
[0021 ]所述基础库用于存储由所述历史库抽取的基础数据；
[0022]所述专题库用于存储由所述基础库抽取的数据。
[0023]进一步，所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端、1系列的水务数据采集控制智能终端和所述水务数据采集网关设备进行数据预处理，包括:
[0024](I)将标准化转换后的数据按预设指标计算公式进行指标计算；
[0025](2)将本地存储的短期历史数据按既定规则抽取汇总生成基础库。
[0026]进一步，所述远程监控系统为个人计算机PC或移动终端。
[0027]进一步，所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端、1系列的水务数据采集控制智能终端、所述水务数据采集网关设备、所述水务数据接收网关设备和所述水务集中测控网关设备均采用ARM嵌入式处理器，且采用双网络设计，以实现管理网与互联网、管理网与工业网、工业网与互联网的通信。
[0028]进一步，所述标准化数据指标库包括指标匹配清单，所述指标匹配清单包括指标名称、指标属性定义和自控变量匹配信息。
[0029]进一步，所述水务数据采集网关设备、所述水务数据接收网关设备和所述水务集中测控网关设备均采用关系型数据库存储数据。
[0030]根据本发明实施例的水务集中监控管理系统，设置中心数据接收网关、中心数据采集网关、集中测控网关统一接收和处理各种数据资源和测控指令，通过各系列水务数据采集控制智能终端对设备仪表、PLC、SCADA等进行数据采集、指令传递和直接控制。本发明采用专用嵌入式智能终端设备和数据网关设备实现层次化数据采集体系，可以适用于各种网络环境，采集各种系统、设备、仪表数据，为水务用户搭建公共的统一数据采集平台，避免因多种采集体系共存而造成的混乱和维护成本提高。
[0031]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0032]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0033]图1为根据本发明实施例的水务集中监控管理系统的结构图；
[0034]图2为根据本发明一个实施例的水务集中监控管理系统的示意图；
[0035]图3为根据本发明实施例的智能终端和网关设备的数据同步的架构图；
[0036]图4为根据本发明实施例的另一个实施例的水务集中监控管理系统的示意图。
【具体实施方式】
[0037]下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0038]水务行业为设备密集型行业，污水收集、污水处理、污泥处置、再生水回用等各板块均有大量设备设施。为实现运营管理一体化，本发明提出一种水务集中监控管理系统，实现对城镇水务行业基于互联网的集中监控管理。
[0039]如图1所示，本发明实施例的水务集中监控管理系统，包括:TCP系列的水务数据采集控制智能终端100a、NC系列的水务数据采集控制智能终端I OOb、1系列的水务数据采集控制智能终端100c、水务数据接收网关设备210、水务集中测控网关设备220、水务数据采集网关设备230和远程监控系统300。
[0040]具体地，TCP系列的水务数据采集控制智能终端10a与水务企业厂站的自动控制系统进行通信，用于采集水务企业厂站的自动控制系统的自控变量数据，并根据内置的标准化数据指标库将自控变量数据转化为标准指标数据，并进行数据预处理得到水务企业厂站的自动控制系统的基础数据和特征数据。
[0041]NC系列的水务数据采集控制智能终端10b与监测站点的自动控制系统和设备仪表的串口进行通信，用于采集监测站点自动控制系统的自控变量数据和设备仪表的设备串口数据，并根据内置的标准化数据指标库将自控变量数据和设备串口数据转化为标准指标数据，并进行数据预处理得到监测站点的自动控制系统和设备仪表的基础数据和特征数据。
[0042]1系列的水务数据采集控制智能终端10c与监测站点的自动控制系统和设备仪表的1接口进行通信，用于采集监测站点自动控制系统的自控变量数据和设备仪表的设备1接口数据，并根据内置的标准化数据指标库将自控变量数据和设备1接口数据转化为标准指标数据，并进行数据预处理得到监测站点的自动控制系统和设备仪表的基础数据和特征数据。
[0043]需要说明的是，TCP系列的水务数据采集控制智能终端100a、NC系列的水务数据采集控制智能终端I OOb和1系列的水务数据采集控制智能终端I OOc，均可以同时支持有线、无线网络网络传输。具体地，各系列的水务数据采集控制智能终端支持以太网、无线网(GPRS/3G/4G)网络，可以适用各种网络环境下的数据采集和远程控制。
[0044]本发明通过专用的数据采集控制智能终端采集自控系统、PLC、设备、仪表的变量数据，数据采集控制智能终端专用化、嵌入式化，去除全部无用操作系统功能和应用功能，基于简洁的智能设备采集数据，以实现稳定的数据采集和简单的终端维护。
[0045]水务数据接收网关设备210与TCP系列的水务数据采集控制智能终端100a、NC系列的水务数据采集控制智能终端10b和1系列的水务数据采集控制智能终端10c相连，用于与TCP系列的水务数据采集控制智能终端100a、NC系列的水务数据采集控制智能终端10b和1系列的水务数据采集控制智能终端10c同步更新内置的标准化数据指标库，今儿同步数据标准化管理系统指标清单，统一进行指标-变量匹配，并将配置表同步到水务数据采集网关设备和各系列水务数据采集控制智能终端。
[0046]水务数据接收网关设备210还用于接收来自TCP系列的水务数据采集控制智能终端100a、NC系列的水务数据采集控制智能终端10b和1系列的水务数据采集控制智能终端10c的水务企业厂站的自动控制系统的基础数据和特征数据和监测站点的自动控制系统和设备仪表的基础数据和特征数据，并上传至远程监控系统300。
[0047]参考图2，水务数据采集网关设备230与第三方远传设备仪表400、第三方系统数据库(工业库、关系型库)服务器600、第三方数据传输单元DTU500相连，用于采集来自第三方远传设备仪表400、第三方系统数据库服务器600、第三方数据传输单元DTU500的变量数据，并根据内置的标准化数据指标库将变量数据转化为标准指标数据，并进行数据预处理得到第三方远传设备仪表400、第三方系统数据库服务器600、第三方数据传输单元DTU500的基础数据和特征数据，并上传至远程监控系统300。
[0048]在本发明的一个实施例中，TCP系列的水务数据采集控制智能终端10a、NC系列的水务数据采集控制智能终端100b、10系列的水务数据采集控制智能终端10c和水务数据采集网关设备230中的标准化数据指标库包括指标匹配清单，指标匹配清单包括指标名称、指标属性定义和自控变量匹配信息。根据内置的标准化数据指标库将变量数据转化为标准指标数据，与数据标准化管理体系无缝对接，实现数据采集的标准化。水务数据采集网关设备和各系列水务数据采集控制智能终端将采集的变量和数据库数据就地转化为标准指标数据后再进行传输、处理，全程嵌入数据标准化体系，可实现集中监控体系内数据标准化处理，为数据标准化、数据资源化打下坚实的基础，可良好支撑业务应用系统和数据挖掘应用。
[0049]在本发明的一个实施例中，TCP系列的水务数据采集控制智能终端10a、NC系列的水务数据采集控制智能终端100b、10系列的水务数据采集控制智能终端10c和水务数据采集网关设备230进行数据预处理，包括:
[0050](I)将标准化转换后的数据按预设指标计算公式进行指标计算；
[0051](2)将本地存储的短期历史数据按既定规则抽取汇总生成基础库。
[0052]具体地，在厂站、监测点的TCP系列的水务数据采集控制智能终端100a、NC系列的水务数据采集控制智能终端100b、10系列的水务数据采集控制智能终端10c首先进行数据预处理再进行数据上传，数据采集控制智能终端完成计算指标计算和基础库生成，其具有一定的数据存储容量，一般进行短期存储，作为断点续传、数据恢复的数据源，也可作为水厂应用系统的数据源。
[0053]水务数据采集网关设备230首先进行数据预处理再进行数据上传，完成计算指标计算和基础库生成，其具有一定的数据存储容量，一般进行短期存储，作为断点续传、数据恢复的数据源。需要说明的是，水务数据采集网关设备230存储的数据仅作为周转库使用。
[0054]本发明实施例的水务集中监控管理系统充分考虑了数据采集和接入的及时性、完整性和可靠性。数据处理体系采用分布式数据存储和处理结构进行数据管理，通过实时数据通道、异步数据通道完成数据同步。
[0055]在本发明的一个实施例中，如图3所示，水务数据采集网关设备230设置有临时库、历史库和基础库，水务数据接收网关设备210设置有实时库、历史库、基础库和专题库
[0056]直接面向上层应用服务，长期存储。
[0057](I)实时库
[0058]实时库用于存储各终端的即时数据，为实时监测应用提供高效的数据提取服务。实时库建在水务数据接收网关设备210，为提高访问速度，实时库仅存储近期数据(如近一周、一个月、三个月)，存储时长可以配置。
[0059](2)临时库
[0060]临时库部署在各个水务数据采集控制智能终端和水务数据采集网关设备230上，用于临时存储短期数据(例如，一天、3天或7天)，包括:TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端、1系列的水务数据采集控制智能终端和水务数据采集网关设备标准化后的数据。临时库小的数据量可以保障数据库服务响应和吞吐速度，以此提高采集数据存储的效率和可靠性。通常情况下，各系列数据采集控制智能终端、水务数据采集网关采集标准化转换后的数据将暂存于临时库中。
[0061](3)历史库
[0062]历史库用于存储全部历史数据，历史库的数据来自临时库、实时库。历史库分两层部署，分别部署在监控中心的水务数据采集网关设备230、水务数据接收网关设备210和厂站的各系列水务数据采集控制智能终端上，两层之间通过数据交换平台实现手工数据同步。
[0063](4)基础库
[0064]基础库用来存储按一定时间间隔抽取、转换、统计汇总的最基础数据，抽取来源为历史库。基础库为应用系统设计，为集中监控系统上层应用及指挥调度业务应用服务。基础库包括日数据表、月数据表、年数据表等。
[0065]基础库分两层部署，分别部署在在监控中心的水务数据采集网关设备230、水务数据接收网关设备210和厂站的各系列水务数据采集控制智能终端上，两层之间通过数据交换平台实现数据同步。其中，各系列水务数据采集控制智能终端提供数据清理引擎，定期清理下层基础库，下层基础库仅保存指定定时间长度的历史数据。
[0066](5)专题库
[0067]专题库部署在水务数据接收网关设备210，用于存储按一定时间间隔抽取、转换、统计汇总的数据，抽取来源为基础库，专题库为专题分析业务应用设计，直接支持典型业务应用。专题库为集中监控系统上层应用及其他系统业务应用服务。
[0068]综上，本发明数据存储分为五种类型:实时库、临时库、历史库、基础库、专题库，通过五种数据库的存储实现对集中监控系统应用功能和其他业务系统应用功能的有力支撑。采用数据分类存储(实时库、临时库、历史库、基础库、专题库等)、分布式处理(前端处理、中心端处理)、预处理等数据处理手段，可大大提高数据的可靠性和系统响应及时性。
[0069]远程监控系统300与水务数据接收网关设备210和水务数据采集网关设备230相连，用于接收来自水务数据接收网关设备210和水务数据采集网关设备230的基础数据和特征数据，并对实时数据、基础数据和特征数据进行分析并呈现给运营管理人员，对实时数据、基础数据和特征数据进行分析生成对自动控制系统的远程控制指令。
[0070]远程监控系统300等业务应用系统可根据业务需要建立专题库，并启动数据引擎进行专题库预处理，以提高应用响应速度。参考图4，远程监控系统300可以实现集中监控应用服务，服务包括:实时数据展现、历史查询、汇总统计、综合分析、预报预警、远程控制等功會K。
[0071 ]在本发明的一个实施例中，远程监控系统300可以为个人计算机PC或移动终端。
[0072]水务集中测控网关设备220与远程监控系统300、TCP系列的水务数据采集控制智能终端I OOa、NC系列的水务数据采集控制智能终端I OOb和1系列的水务数据采集控制智能终端10c相连，用于统一接收来自远程监控系统300的调控指令，根据预设本地控制策略和控制模型，将调控指令转换为对应的控制策略，将控制策略下发至TCP系列的水务数据采集控制智能终端I OOa、NC系列的水务数据采集控制智能终端I OOb和1系列的水务数据采集控制智能终端100c。其中，控制策略用于记录与调控指令对应的控制参数。
[0073]在本发明的一个实施例中，水务数据采集网关设备230、水务数据接收网关设备210和水务集中测控网关设备220均采用关系型数据库存储数据，为保证关系型数据库的访问速度，将数据库进行分类存储，并将数据量大的历史表以及统计表进行分区存储处理，以提高数据库以及应用系统的效率。
[0074]水务数据采集网关设备230、水务数据接收网关设备210和水务集中测控网关设备220作为中转网关，具有专用化、嵌入式化的特点，去除全部无用操作系统功能和应用功能，基于简洁的智能设备中转数据和指令，以实现稳定的数据采集。
[0075]本发明的水务集中监控管理系统需要跨越互联网(网络包括工业网、管理网、专网、互联网、无线网等)，监控中心要能够接收各种数据来源。因此，采用专用的水务数据接收网关设备210、水务集中测控网关设备220和水务数据采集网关设备230完成收数据和交互指令，是整个集中监控管理系统的中枢，必须保证其稳定可靠。
[0076]在本发明的一个实施例中，TCP系列的水务数据采集控制智能终端10a、NC系列的水务数据采集控制智能终端10b和1系列的水务数据采集控制智能终端100c、水务数据采集网关设备230、水务数据接收网关设备210和水务集中测控网关设备220均采用ARM嵌入式处理器，采用嵌入式技术，操作系统选用ARM、Linux等漏洞少的轻量操作系统，实现较高的安全保障，提高稳定性和抗攻击性(包括病毒侵扰)，大大提高了数据采集的可靠性。
[0077]TCP系列的水务数据采集控制智能终端100a、NC系列的水务数据采集控制智能终端10b和1系列的水务数据采集控制智能终端100c、水务数据采集网关设备230、水务数据接收网关设备210和水务集中测控网关设备220军采用双网络设计，以实现管理网与互联网、管理网与工业网、工业网与互联网的通信。
[0078]具体地，在污水处理厂，通过网闸隔离保障工业网安全、通过TCP系列的水务数据采集控制智能终端I OOa、NC系列的水务数据采集控制智能终端I OOb和1系列的水务数据采集控制智能终端10c的双网络设计实现管理网、工业网跨越。
[0079]水务数据采集网关设备230、水务数据接收网关设备210和水务集中测控网关设备220均为双网络设计实现管理网、互联网转换，提高了系统的安全性。
[0080]本发明的水务集中监控管理系统提供的远程控制体系分为三个层次:移动互联层、集中测控层、控制终端层。
[0081]移动互联层:远程监控系统提供基于移动互联网技术开发的运行于计算机、移动终端的远程控制人机交互界面，互联网层包含应用服务器和互联网终端，应用服务器可以嵌入仿真模型，实现基于模型的控制策略、控制指令编制。
[0082]集中测控层:设置水务集中测控网关设备，统一接收移动互联层的控制策略、控制指令，按既定测控规则向各系列水务数据采集控制智能终端发送控制指令。水务集中测控网关设备统一接收各控制终端的反馈信息，并发送给各互联网终端人机交互界面。
[0083]控制终端层:由各系列水务数据采集控制智能终端完成前端控制，接收水务集中测控网关设备的指令，根据预设控制模型分解为操作指令，通过各种接口传递给前端设备。同时，各系列水务数据采集控制智能终端采集前端设备反馈信号参与模型运算，并将部分反馈信息上传到水务集中测控网关设备。
[0084]本发明建立三层远程控制体系(移动互联层、集中测控层、控制终端层)，实行三层指令(调控指令、控制策略指令、控制指令)分解模式，良好的解决了基于不稳定的互联网环境下的远程控制。并且，本发明基于智能终端进行远程调控，实现了支持策略、模型的智能动态精细调控，提高了远程控制水平。
[0085]根据本发明实施例的水务集中监控管理系统，设置中心数据接收网关、中心数据采集网关、集中测控网关统一接收和处理各种数据资源和测控指令，通过各系列水务数据采集控制智能终端对设备仪表、PLC、SCADA等进行数据采集、指令传递和直接控制。本发明采用专用嵌入式智能终端设备和数据网关设备实现层次化数据采集体系，可以适用于各种网络环境，采集各种系统、设备、仪表数据，为水务用户搭建公共的统一数据采集平台，避免因多种采集体系共存而造成的混乱和维护成本提高。
[0086]本发明实施例的水务集中监控管理系统，具有以下有益效果:
[0087](I)集成化:集成了多个软硬件系统功能(例如:工控机、采集卡、数据标准化及预处理软件、数据传输及断点续传软件，相当于将工控机、采集卡、组态软件、DTU/RTU等集成为一个嵌入式设备)，使得整个系统简捷，故障点少。
[0088](2)智能化:对水务数据采集与远程控制业务进行了数据标准化、数据预处理、业务逻辑控制等功能设置，使得智能设备具有了更多智能性。
[0089](3)易维护:相比传统的基于工控机+RTU的数据采集及控制系统，本公司的智能设备均采用嵌入式、低功耗、无风扇设计，设备体积小，易于放置。低功耗、无风扇特性使得设备无需机房环境，维护成本低;嵌入式系统，开机即启动，无需专业人员管理;嵌入式系统无管理桌面，一般人员无法进行其他用途，系统稳定。
[0090](4)数据传输可靠性强:数据采集控制体系采用了同步和异步数据传输机制，基于应用于互联网的数据交换技术开发终端设备与中心网关的数据同步功能，使得数据采集控制智能终端与网关设备的数据传输可靠性大大增强。并且，数据采集控制智能终端采用固态硬盘存储近期数据，可以保证在网络长期中断(几个月)恢复后实现断点续传。
[0091](5)关系型数据库数据综合分析能力强:网关设备采用关系型数据库存储实时数据及主题数据，关系型数据库具有良好的数据统计汇总分析支撑能力。
[0092](6)支持数据标准化:内嵌数据标准化管理功能，将采集的数据就地标准化后进行存储、处理、上传，利于在线数据的后续展现和综合分析。
[0093](7)支持数据预处理:内嵌数据预处理软件功能，可将标准化转换后的数据进行公式计算、基础库抽取、计算指标计算等数据预处理工作，并将处理成果数据上传，在智能终端进行数据预处理，可以提高数据准确性，避免在中心端进行预处理容易出现因网络故障而引发的数据错误。
[0094]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0095]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
【主权项】
1.一种水务集中监控管理系统，其特征在于，包括: TCP系列的水务数据采集控制智能终端，与水务企业厂站的自动控制系统进行通信，用于采集水务企业厂站的自动控制系统的自控变量数据，并根据内置的标准化数据指标库将所述自控变量数据转化为标准指标数据，并进行数据预处理得到所述水务企业厂站的自动控制系统的基础数据和特征数据； NC系列的水务数据采集控制智能终端，与监测站点的自动控制系统和设备仪表的串口进行通信，用于采集所述监测站点自动控制系统的自控变量数据和所述设备仪表的设备串口数据，并根据内置的标准化数据指标库将所述自控变量数据和设备串口数据转化为标准指标数据，并进行数据预处理得到所述监测站点的自动控制系统和设备仪表的基础数据和特征数据； 1系列的水务数据采集控制智能终端，与监测站点的自动控制系统和设备仪表的1接口进行通信，用于采集所述监测站点自动控制系统的自控变量数据和所述设备仪表的设备1接口数据，并根据内置的标准化数据指标库将所述自控变量数据和设备1接口数据转化为标准指标数据，并进行数据预处理得到所述监测站点的自动控制系统和设备仪表的基础数据和特征数据； 水务数据接收网关设备，与所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端和1系列的水务数据采集控制智能终端相连，用于与TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端和1系列的水务数据采集控制智能终端同步更新内置的标准化数据指标库，并接收来自所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端和1系列的水务数据采集控制智能终端的所述水务企业厂站的自动控制系统的基础数据和特征数据和所述监测站点的自动控制系统和设备仪表的基础数据和特征数据，并上传至远程监控系统； 水务数据采集网关设备，与第三方远传设备仪表、第三方系统数据库服务器、第三方数据传输单元相连，用于采集来自所述第三方远传设备仪表、第三方系统数据库服务器、第三方数据传输单元的变量数据，并根据内置的标准化数据指标库将所述变量数据转化为标准指标数据，并进行数据预处理得到所述第三方远传设备仪表、第三方系统数据库服务器、第三方数据传输单元的基础数据和特征数据，并上传至远程监控系统； 远程监控系统，与所述水务数据接收网关设备和所述水务数据采集网关设备相连，用于接收来自所述水务数据接收网关设备和所述水务数据采集网关设备的基础数据和特征数据，并对所述实时数据、基础数据和特征数据进行分析并呈现给运营管理人员，对所述实时数据、基础数据和特征数据进行分析生成对所述自动控制系统的远程控制指令； 水务集中测控网关设备，与所述远程监控系统、所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端和1系列的水务数据采集控制智能终端相连，用于接收来自所述远程监控系统的调控指令，根据预设本地控制策略和控制模型，将所述调控指令转换为对应的控制策略，将所述控制策略下发至所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端和1系列的水务数据采集控制智能终端，其中，所述控制策略用于记录与所述调控指令对应的控制参数。2.如权利要求1所述的水务集中监控管理系统，其特征在于，所述水务数据采集网关设备设置有临时库、历史库和基础库;所述水务数据接收网关设备设置有实时库、历史库、基础库和专题库。3.如权利要求2所述的水务集中监控管理系统，其特征在于， 所述实时库用于存储即时数据，为实时监测应用提供数据提取服务； 所述临时库用于临时存储短期数据，包括:所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端、1系列的水务数据采集控制智能终端和所述水务数据采集网关设备标准化后的数据； 所述历史库用于存储来自所述实时库和临时库的历史数据； 所述基础库用于存储由所述历史库抽取的基础数据； 所述专题库用于存储由所述基础库抽取的数据。4.如权利要求1所述的水务集中监控管理系统，其特征在于，所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端、1系列的水务数据采集控制智能终端和所述水务数据采集网关设备进行数据预处理，包括: (1)将标准化转换后的数据按预设指标计算公式进行指标计算； (2)将本地存储的短期历史数据按既定规则抽取汇总生成基础库。5.如权利要求1所述的水务集中监控管理系统，其特征在于，所述远程监控系统为个人计算机PC或移动终端。6.如权利要求1所述的水务集中监控管理系统，其特征在于，所述TCP系列的水务数据采集控制智能终端、NC系列的水务数据采集控制智能终端、1系列的水务数据采集控制智能终端、所述水务数据采集网关设备、所述水务数据接收网关设备和所述水务集中测控网关设备均采用ARM嵌入式处理器，且采用双网络设计，以实现管理网与互联网、管理网与工业网、工业网与互联网的通信。7.如权利要求1所述的水务集中监控管理系统，其特征在于，所述标准化数据指标库包括指标匹配清单，所述指标匹配清单包括指标名称、指标属性定义和自控变量匹配信息。8.如权利要求1所述的水务集中监控管理系统，其特征在于，所述水务数据采集网关设备、所述水务数据接收网关设备和所述水务集中测控网关设备均采用关系型数据库存储数据。
【文档编号】G05B19/042GK105892364SQ201610292869
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】高明, 蔡金良
【申请人】中科智水（北京）科技有限公司