专利名称：基于物联网的环境在线监控与智能运营管理系统和方法
基于物联网的环境在线监控与智能运营管理系统和方法本发明涉及计算机信息处理领域，具体地说是基于物联网的环境在线监控与智能 运营管理系统和方法。随着计算机技术和各种智能信息处理设备的不断发展，对于环境监控有着新的不 同类型信息要求，同时会出现一些环境设施停运时有发生，担心突发环境污染事件出现；目 前在线监测手段仍有一定滞后性；现场的治污设施运营人员技术普遍较低，难以有效发挥 治污设施的处理效益等等。随着企业治污设施不断建成和投入运营，数量逐渐增多，有效环境监管是一个亟 待解决的问题。如政府监管人员的数量有限、监管技术手段单一等矛盾凸显，监管缺失风 险增大。尽快对有些发达城市或化工园区都有针对性的建设自动监测或环境管理信息系 统，但这些设备或系统多数是针对末端的环境质量指标进行检查，从排放总量进行控制，常 常只能起到事后督察作用，而无法在造成污染事实之前就能有所防范，并且多数这种自动 监测设备成本高昂，只能在规模以上企业推广，而难以真正大规模的推广实施。对于大多数 的中小企业污染监管，目前多还是采用飞检、抽检或者通过相关指标(如用电用水等)推 断企业的排污来开展工作，这样不但浪费了大量的人力和物力，同时大部分中小污染企业 (< 200t)仍处于监管盲区。同时，对于部分企业来说，企业治污技术水平偏低，运营人员难 以获得有效技术支持，环保服务企业提供节能减排优化方案时缺乏数据支撑。本发明的目的是将监控数据与信息实时传输到数据中心处理，并将信息覆盖到所 有技术使用端。为了实现上述目的，设计一种基于物联网的环境在线监控与智能运营管理系统， 包括网络管理平台连接服务端与客户端计算机或手机的污水处理信息系统，其特征在于该 系统(平台)包括a、监控管理监察机构通过环境保护评定数据、工程与设计数据实时监控和存储 排序企业排污水的运营状况，所述的运营状况包括工艺流程、污水因子、环保设备、运营成 本、运营管理；b、立项管理所述的主项管理模块由智能服务和智能监控支撑技术及智能运营后 台组成，所述的智能服务由企业终端运营管理系统、监控系统、决策系统和运维系统构成， 所述的智能监控支撑技术由流程设计器、PLC优码存储器、桌面展现设计器、故障设计器工 艺设计流程和平台设计器构成，所述的智能运营后台由系统权限模块、会员管理模块、核算 管理模块、运维响应模块和专家诊断模块构成；C、任务管理所述的任务管理模块由业务组件层、框架层、应用服务层和数据采集 层组成，所述的业务组件层由运营管理模块、在线监控模块、分析报表模块、专家诊断模块、会员管理模块、权限管理模块构成，所述的框架层由J2EE struts2 Framework框架、Flash as3和RIA构成，所述的应用服务层为J2EE中间应用服务器和大型关系数据及实时数据库 构成，所述的数据采集层由PLC设备数据采集、DCS、运行数据存储和转存及分析仪器构成。一种基于物联网的环境在线监控与智能运营管理系统的方法，其特征在于该系统 (平台)与监测控制装置和监测装置之间通过物联网相互传递信息，通过监控装置设置环 境监测数据指令，通过该监控装置和平台发送上述环境监测指令至检测装置，通过该监测 装置接收和存储并打印该环境监测数据，通过该监测装置获取并处理环境侦测数据，首先 数据采集层通过PLC、DCS、运行数据存储和转存及分析仪器方式的模拟信号或数字信号采 集，并且成功发射到系统(平台)的实时数据库；应用服务层通过AD0、API、S0AP数据通讯 协议，将实时数据库进行与关系型数据库交互，并且通过J2ee中间件服务器，完成数据总 线工作任务；框架层使用信息技术进行组装，运用J2EE struct2. Flash as3与RIA进行组 合集成；在此集成基础上面搭建各业务功能组件，形成完善的业务功能模块，比如运营管理 模块、在线监控模块、分析报表决策模块、专家诊断模块、会员管理模块与系统权限管理模 块。所述系统(平台)中兼容多协议，比如0PC、DDE、API、R485。所述环境监测数据包括原水的成份变化、处理工艺过程的核心工艺变化、治污设 施设备的工况、工艺的药剂用量、排出水的液位、水质、水量。本发明与现有技术相比，解决由总量控制到过程控制转变，通过过程更加支持总 量控制结果；扩大监控面，能低成本覆盖到中小型企业，解决不能总量控制的污染源预防措 施；充分利用一些社会专家与资深的环保技术人员等资源，为环保设施更好与有效运营提 供技术保证平台，让信息产生新的社会价值。
图1为本发明的核心业务框架图；图2为本发明的系统工作流程图；图3为本发明的技术架构图。以下结合附图对本发明创造做进一步详细说明，这种制造技术对本专业的人士来 说是清楚的。参见图1的核心业务框架图包含本发明参与四个角色，分别为监察机构(环保 局)、环评、工程与设计机构、排污企业与第三方运营服务商。集中聚焦到环保工艺的运营核 心对象，主要划分四点，分别如下1、污染源在工艺流程中全生命周期管理(从有到无过程)；2、环保工艺的设施全生命周期管理(运行、维修、保养、报废)；3、工艺流程全周期的监控因子动态管理，比如各种达标、超标与优秀的排放；4、工艺运营成本的动态管理，比如设施能耗是否可以降低；工艺药剂消耗是否可 以降低等；根据不同的角色提供不同信息，同时移动方式解决信息沟通交流，让运营管理精益与规范化，产生最大的社会效益。参见图2 本发明中的用户将划分两大类。一种为平台使用用户，分别为监察机构 (环保局为代表)、环评、设计与咨询机构、工程机构、排污企业与第三方运营服务商；另一 种为平台运营用户，分别为环保工艺工程师、系统维护工程师、财务核算人员、维护响应工 程师与环保工艺专家。首先用户登录到系统平台，平台将区分两种不同用户，针对不同用户 将看到不同信息内容与操作范围。平台使用用户登录一般看到工艺流程、设备工况、监控因 子、智能预警、运营成本与运行管理；而系统平台维护人员将针对自己的角色平台将区分信 息，分别看到系统权限、会员管理、核算管理、运维响应、专家诊断。所有信息来源于中心服务器。首先由各个工艺中安装工艺设备传感器与工艺仪表 传感器到数据传输发送器，然后通过数据传输网关到数据存储，最后通过互联网方式传输 到中心服务器，进行信息处理，集中存放到数据仓库。参加图3的平台技术框架示意图将由四层架构实现。首先数据采集层通过PLC、 DCS、运行数据存储与转存及分析仪器方式的模拟信号或数字信号采集，并且成功发射到平 台数据中心，其中将兼容多协议，比如OPC、DDE、API、R485等；其中应用服务层通过ADO、 API、SOAP等等数据通讯协议，将数据采集层的数据进行实时存储，其中将数据进行与关系 型数据库交互，并且通过J2ee中间件服务器，完成数据总线工作任务；框架层将按照业务 逻辑组合，有信息技术进行组装，运用J2EE struct2与RIA进行组合，并且它们是有数据通 道来源于应用服务层；最终通过UI设计将通过业务组件层提供各类业务场景，它们所需要 的服务来源于框架层。此集成基础上面搭建各业务功能组件，形成完善的业务功能模块，比 如运营管理模块、在线监控模块、分析报表决策模块、专家诊断模块、会员管理模块与系统 权限管理模块等等。
权利要求
1.一种基于物联网的环境在线监控与智能运营管理系统，包括网络管理平台连接服务 端与客户端计算机或手机的污水处理信息系统，其特征在于该系统(平台)包括a、监控管理监察机构通过环境保护评定数据、工程与设计数据实时监控和存储排序 企业排污水的运营状况，所述的运营状况包括工艺流程、污水因子、环保设备、运营成本、运营管理；b、立项管理所述的主项管理模块由智能服务和智能监控支撑技术及智能运营后台组 成，所述的智能服务由企业终端运营管理系统、监控系统、决策系统和运维系统构成，所述 的智能监控支撑技术由流程设计器、PLC优码存储器、桌面展现设计器、故障设计器工艺设 计流程和平台设计器构成，所述的智能运营后台由系统权限模块、会员管理模块、核算管理 模块、运维响应模块和专家诊断模块构成；C、任务管理所述的任务管理模块由业务组件层、框架层、应用服务层和数据采集层组 成，所述的业务组件层由运营管理模块、在线监控模块、分析报表模块、专家诊断模块、会员 管理模块、权限管理模块构成，所述的框架层由J2EE struts2 Framework框架、Flash as3 和RIA构成，所述的应用服务层为J2EE中间应用服务器和大型关系数据及实时数据库构 成，所述的数据采集层由PLC设备数据采集、DCS、运行数据存储和转存及分析仪器构成。
2.一种基于物联网的环境在线监控与智能运营管理系统的方法，其特征在于该系统 (平台)与监测控制装置和监测装置之间通过物联网相互传递信息，通过监控装置设置环 境监测数据指令，通过该监控装置和平台发送上述环境监测指令至检测装置，通过该监测 装置接收和存储并打印该环境监测数据，通过该监测装置获取并处理环境侦测数据，首先 数据采集层通过PLC、DCS、运行数据存储和转存及分析仪器方式的模拟信号或数字信号采 集，并且成功发射到系统(平台)的实时数据库；应用服务层通过AD0、API、S0AP数据通讯 协议，将实时数据库进行与关系型数据库交互，并且通过J2ee中间件服务器，完成数据总 线工作任务；框架层使用信息技术进行组装，运用J2EEstruct2、Flash as3与RIA进行组合 集成；在此集成基础上面搭建各业务功能组件，形成完善的业务功能模块，比如运营管理模 块、在线监控模块、分析报表决策模块、专家诊断模块、会员管理模块与系统权限管理模块。
3.如权利要求2所述的一种基于物联网的环境在线监控与智能运营管理系统的方法， 所述系统(平台)中兼容多协议，比如0PC、DDE、API、R485。
4.如权利要求2所述的一种基于物联网的环境在线监控与智能运营管理系统的方法， 其特征在于所述环境监测数据包括原水的成份变化、处理工艺过程的核心工艺变化、治污 设施设备的工况、工艺的药剂用量、排出水的液位、水质、水量。
全文摘要
本发明涉及计算机信息处理领域，具体地说是基于物联网的环境在线监控与智能运营管理系统和方法，其特征在于该系统(平台)包括监控管理，由监察机构通过环境保护评定数据、工程与设计数据实时监控和存储排序企业排污水的运营状况；立项管理，所述的主项管理模块由智能服务和智能监控支撑技术及智能运营后台组成；任务管理，所述的任务管理模块由业务组件层、框架层、应用服务层和数据采集层组成；该系统(平台)与监测控制装置和监测装置之间通过物联网相互传递信息，完成设置环境监测数据指令、发送指令至检测装置、接收和存储并打印监测数据、获取并处理环境侦测数据；本发明与现有技术相比拥有覆盖面广、总量控制环境监控的优点。
文档编号G06Q50/00GK102081766SQ20111002684
公开日2011年6月1日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者何冠平, 王文标 申请人:上海泓济环保工程有限公司