一、產品概述

水利物聯(lián)網管理平臺是一個集成了設備接入、設備管理、數(shù)據(jù)安全通信、消息訂閱、消息轉發(fā)和數(shù)據(jù)服務（存儲、分析、過濾、解析、集成）等能力的一體化平臺。它向下支持連接海量設備，采集設備數(shù)據(jù)上云；向上提供云端API，服務端可以通過云端SDK調用云端API將指令下發(fā)至設備端，實現(xiàn)遠程控制，是智慧水利建設的核心支撐系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)架構

物聯(lián)網管理平臺基于SOA的混合架構。將平臺分解為多個服務組件，每個組件負責特定的功能，并通過實時消息進行通信。這種模塊化設計提高了平臺的可擴展性和可維護性。

松耦合：服務之間通過定義良好的接口和契約進行通信，降低了服務之間的耦合度，使得服務可以獨立地進行升級和替換。

平臺架構主要分為以下幾層：

數(shù)據(jù)層：負責數(shù)據(jù)的采集、存儲和管理。通過物聯(lián)網傳感器等設備收集水利數(shù)據(jù)，并進行預處理和存儲。

服務層：包含多個服務組件，如數(shù)據(jù)采集服務、數(shù)據(jù)分析服務、數(shù)據(jù)可視化服務等。這些服務通過服務總線進行通信，并提供標準化的接口供上層應用調用。

應用層：包含各種水利物聯(lián)網應用，如防汛抗旱決策支持系統(tǒng)、水資源管理系統(tǒng)等。這些應用通過調用服務層提供的服務來實現(xiàn)具體功能。

三、產品功能

公司物聯(lián)網應用平臺面向水利行業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化需求，構建基于邊緣計算、設備管理、數(shù)據(jù)采集的服務體系。實現(xiàn)多協(xié)議、多平臺、多網絡、多地域設備快速接入，為大規(guī)模部署設備提供高并發(fā)、低延時管理能力。最新版本V3.1將統(tǒng)一視頻接入底座、采集底座守護進程、采集任務管理中心以及針對當前時空數(shù)據(jù)庫的預研究方案。

1、設備接入與管理 (Device Connectivity & Management)：

1）核心作用：這是平臺最基礎也是最重要的功能，負責與海量、異構的物聯(lián)網終端設備建立連接并進行全生命周期管理。

2）關鍵能力：

多協(xié)議適配：支持主流物聯(lián)網通信協(xié)議（如 MQTT, CoAP, HTTP, LwM2M, Modbus 等）和網絡接入方式（蜂窩網/NB-IoT/4G/5G、LoRa、Wi-Fi、藍牙、以太網等），實現(xiàn)設備的廣泛接入。

設備注冊與認證：提供安全可靠的設備身份注冊、唯一標識分配（如 DeviceID）和認證機制（如證書、密鑰）。

設備狀態(tài)監(jiān)控：實時監(jiān)控設備在線/離線狀態(tài)、網絡連接質量、運行健康狀況。

設備配置管理：遠程對設備進行參數(shù)配置、固件升級（OTA）、批量操作。

設備影子 (Device Shadow/Twin)：維護設備的最新狀態(tài)和期望狀態(tài)的虛擬映像，即使設備離線，應用也能獲取狀態(tài)或設置期望值，待設備上線后同步。

2、數(shù)據(jù)采集與傳輸 (Data Ingestion & Telemetry):

1）核心作用：高效、可靠地從連接的設備收集傳感器讀數(shù)、設備狀態(tài)、事件等各類數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)狡脚_后端進行處理。

2）關鍵能力：

高頻數(shù)據(jù)采集：支持海量設備并發(fā)上傳數(shù)據(jù)，處理高吞吐量。

數(shù)據(jù)標準化：對不同格式的設備數(shù)據(jù)進行解析、清洗和標準化處理，統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型。

可靠傳輸保障：提供消息隊列、數(shù)據(jù)緩沖等機制，確保在網絡波動或設備不穩(wěn)定時數(shù)據(jù)不丟失。

低延遲處理：滿足對實時性要求高的場景需求。

3、規(guī)則引擎 (Rules Engine):

1）核心作用：平臺的大腦之一，基于預設的邏輯條件自動觸發(fā)相應的動作，實現(xiàn)設備與設備、設備與應用之間的自動化聯(lián)動。

2）關鍵能力：

條件定義：允許用戶靈活定義基于設備數(shù)據(jù)（如溫度超過閾值）、設備狀態(tài)（如設備離線）、時間（如定時）等條件的規(guī)則。

動作觸發(fā)：當條件滿足時，自動執(zhí)行預設動作，例如：

向設備發(fā)送指令（如遠程關閥）。

觸發(fā)告警通知（短信、郵件、APP 推送）。

將數(shù)據(jù)轉發(fā)到指定存儲（數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫）或分析引擎。

調用其他服務或 API（如啟動某個業(yè)務邏輯）。

可視化配置：通常提供低代碼/無代碼的圖形化界面，方便業(yè)務人員配置復雜邏輯。

4、數(shù)據(jù)存儲與分析 (Data Storage & Analytics):

1）核心作用： 對海量、有時序特性的物聯(lián)網數(shù)據(jù)進行持久化存儲，并提供強大的分析能力，從數(shù)據(jù)中提取洞察和價值。

2）關鍵能力：

多模存儲：根據(jù)數(shù)據(jù)特性和訪問需求，選擇合適的存儲方案：

時序數(shù)據(jù)庫 (TSDB)：高效存儲和查詢帶時間戳的傳感器數(shù)據(jù)（如 InfluxDB, TimescaleDB）。

關系型數(shù)據(jù)庫 (RDBMS)：存儲設備元數(shù)據(jù)、配置信息、業(yè)務關系數(shù)據(jù)。

非關系型數(shù)據(jù)庫 (NoSQL)：存儲半結構化或非結構化數(shù)據(jù)（如文檔、日志）。

數(shù)據(jù)湖/倉：用于長期存儲和離線大規(guī)模分析。

數(shù)據(jù)分析工具： 提供或集成流處理（如 Kafka Streams, Flink, Spark Streaming）和批處理（如 Spark, Hive）引擎，進行實時監(jiān)控、歷史趨勢分析、異常檢測、預測性維護、機器學習模型訓練與應用等。

可視化：提供儀表盤、報表工具，將分析結果直觀呈現(xiàn)。

5、設備遠程控制與命令下發(fā) (Remote Control & Command Delivery):

1）核心作用：允許應用程序或操作人員通過平臺向連接的設備發(fā)送指令，實現(xiàn)對設備的遠程操控。

2）關鍵能力：

安全通道：建立加密的命令下發(fā)通道，確保指令傳輸?shù)陌踩院屯暾浴?/span>

指令管理：支持指令的編排、排隊、優(yōu)先級設置、狀態(tài)跟蹤（發(fā)送中、已送達、執(zhí)行成功/失?。┖统瑫r重試機制。

雙向通信：不僅支持平臺到設備的下行指令，也支持設備對指令執(zhí)行結果的反饋（上行響應）。

同步/異步調用：根據(jù)場景需要，支持等待設備響應的同步調用或只確保指令送達的異步調用。

6、安全防護 (Security):

1）核心作用：穿整個平臺和物聯(lián)網生命周期的基石，保護設備、數(shù)據(jù)、通信和平臺本身免受威脅。

2）關鍵能力：

設備身份認證與授權：確保只有合法設備能接入平臺，并嚴格控制其訪問權限。

傳輸安全：普遍使用 TLS/DTLS 等協(xié)議對設備與平臺之間、平臺內部組件之間的通信進行加密。

數(shù)據(jù)安全：對存儲的敏感數(shù)據(jù)進行加密（靜態(tài)加密），確保數(shù)據(jù)保密性。

訪問控制：對平臺管理后臺、API、數(shù)據(jù)資源實施嚴格的基于角色的訪問控制 (RBAC)。

安全審計與監(jiān)控：記錄關鍵操作日志，實時監(jiān)控異常行為和安全事件。

四、平臺特色/功能亮點

1)具備水利行業(yè)全要素數(shù)據(jù)接入：支持水文、水資源監(jiān)測；一體化閘門監(jiān)測；管道水錘監(jiān)測；自動化數(shù)據(jù)采集與控制；雨量、環(huán)境、污染物水質監(jiān)測。能夠接入各種傳感器（水位計、流量計、雨量計、水質多參數(shù)儀、滲壓計、位移計、閘門開度儀、視頻攝像頭等）、遙測站點（RTU）、自動化控制系統(tǒng)（PLC/SCADA）氣象預報等產生的海量、多類型數(shù)據(jù)。

2)高效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲架構： 利用分布式存儲、時序數(shù)據(jù)庫、關系型數(shù)據(jù)庫等技術，高效存儲和管理海量的結構化、半結構化和非結構化數(shù)據(jù)（包括實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、空間地理信息、視頻流等）。能夠高效地處理海量數(shù)據(jù)的寫入、讀取和查詢，確保低延遲和高吞吐量，滿足業(yè)務快速發(fā)展與用戶高并發(fā)訪問的需求。

3)應用場景廣泛： 基于物聯(lián)網（IoT）、云計算、人工智能等技術構建的智慧化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對水資源、水工程、水環(huán)境的全域感知、數(shù)據(jù)融合與智能決策。核心目標為提升水資源利用效率、保障防洪安全及優(yōu)化水環(huán)境治理。對水庫、水閘、泵站、堤防等工程的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，實現(xiàn)遠程控制、智能調度、安全監(jiān)測和運維管理。服務于灌區(qū)信息化、農村飲水安全、小水電監(jiān)控等。

五、技術特點

水利物聯(lián)網平臺深度融合物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)與人工智能技術，構建“全面感知、可靠傳輸、智能處理、智慧應用”的技術體系。通過構建“感-傳-知-用”的閉環(huán)體系，顯著提升了水情監(jiān)測預警的時效性與準確性、工程運行管理的精細化與智能化水平、水資源調配的科學性與高效性，為新時代智慧水利建設和水治理能力現(xiàn)代化提供了強大的技術引擎。

1)泛在智能感知：部署大量多功能傳感器（水位、流量、水質、雨量、墑情、閘門開度、視頻圖像等）及智能終端，實現(xiàn)對江河湖泊、水庫閘壩、灌區(qū)渠道、水源地、水土保持區(qū)等水利要素的全天候、立體化、高精度實時動態(tài)監(jiān)測。

2)多?？煽總鬏敚?/strong>綜合運用專線、4G/5G、LoRa、光纖、衛(wèi)星通信等多種通信技術，適應水利工程地域廣、環(huán)境復雜（野外、水下、偏遠） 的特點，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)在復雜環(huán)境下（如強降雨、山區(qū)）的穩(wěn)定、低功耗、遠距離、高并發(fā)傳輸。