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系統(tǒng)由監(jiān)控主備機、礦用網絡交換機、傳輸分站、無線定位基站、隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源、礦用本安型標識卡、礦用本安型車載終端、礦用阻燃光纜、礦用阻燃電纜、LED 信息發(fā)布屏、檢卡裝置、便攜式搜救器等組成。

①監(jiān)控主備機，采用研祥工控機，用作數據采集和 WEB 發(fā)布。

②礦用網絡交換機，可組成工業(yè)環(huán)網，為數據通訊提供保障。采用 4 光 3 電接口，可連接 7 臺傳輸分站或無線定位基站。

③傳輸分站，硬件采用 i.MX6ULL 內核，Linux 實時操作系統(tǒng)。運行穩(wěn)定可靠，實時性高，存儲容量大。采用模塊代設計原則，具有以太網、CAN、RS485、電力載波等通訊接口，采用 4.3 寸屏顯示，清晰明了。

④無線定位基站，采用模塊化設計原則，功能包括 UWB 定位模塊、Wi-Fi 模塊、LoRa 模塊，同時留有 2 路 CAN 總線、2 路 RS485 總線、2 路開關量輸出、2 路百兆光口及 3 路百兆口。

系統(tǒng)軟件方案

軟件方案采用采集端和監(jiān)控端分離模式。采集端采用集群模式，任何一臺掉線或宕機則自動切換到新的服務機器；監(jiān)控端即為客戶端，可以獨立在多個用戶 PC 端運行監(jiān)控。采集端、監(jiān)控端是本系統(tǒng)需要實現的功能。

系統(tǒng)通訊方案

數據采集服務器通過 TCP 連接到基站，基站將收集到的標識卡傳輸到采集服務器，采集端利用訂閱-發(fā)布模式，即時推送到監(jiān)控端，監(jiān)控端通過圖形進行集中可視化監(jiān)測。

采集端

在監(jiān)控中心建立 Service Platform 服務平臺，接收采集裝置設備上傳的數據，通過 Redis 緩存服務處理，達到對數據的及時處理及響應，并通過 RPC/HTTP 網關服務推送到監(jiān)控端。為便于數據的持久化及大數據分析，將上傳的數據通過Storage Implementors 同時存儲到關系型數據庫 SQL Server 上。Service Platform 采用多通道并發(fā)處理模式，保證了系統(tǒng)的并發(fā)性，提供系統(tǒng)的處理能力；Redis服務及 SQL Server 采用集群模式，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。

監(jiān)控端

監(jiān)控端采用 Web SCADA。在電力、油田燃氣、供水管網等工業(yè)自動化領域 Web SCADA 的概念已經提出了多年，早先年的 Web SCADA 前端技術大部分還是基于 Flex、Silverlight 甚至 Applet 這樣的重客戶端方案，在HTML5 流行前 VML 和 SVG 算是真正 Web 方案也是有不少應用，近些年隨著 HTML5 的流行，加上移動終端對 HTML5 支持的普及，越來越多新項目開始采用真正純 HTML5 的方案，給項目的實現有了更多的選擇，更具體的說大數據量應用性能高于 SVG 的 Canvas 方案，已經逐漸成為當今Web SCADA 前端技術的選擇標配方案。

系統(tǒng)安全

為了提高網絡內部的安全性，本系統(tǒng)網絡采用了防入侵和防病毒兩個方面的安全措施。從結構上劃分，本系統(tǒng)網絡與數據采集網絡有硬件防火墻隔離，同時與外部 Internet 網絡也設硬件防火墻進行隔離。

數據采集服務器、web 服務器均放置在 DMZ 區(qū)，Internet 用戶通過防火墻訪問其指定端口，完成防入侵的目的。同時每個計算機節(jié)點均安裝網絡版殺毒軟件，完成防病毒目的。 對業(yè)務系統(tǒng)的安全采用用戶密碼認證的方式，控制系統(tǒng)數據查看和操作的權限控制。系統(tǒng)所有節(jié)點都進入一個域中，系統(tǒng)用戶均采用域用戶。

系統(tǒng)硬件

本系統(tǒng)按照采集端和監(jiān)控端兩大功能平臺劃分進行硬件配置。設置 2 臺數據采集服務器進行 Master-Slave。其主要功能是負責對系統(tǒng)范圍內傳感器及集中接收裝置數據的實時通訊和采集，并傳至 Redis 緩存和數據庫平臺存儲。在數據采集的基礎上，根據實際需要，還完成報警、事件、腳本計算、存儲配置等功能。（后期可根據采集片區(qū)需要增加服務器）。

這 2 臺服務器同時也作為 Redis 及數據庫服務器。高速采集、壓縮、存儲來自傳感器及集中接收裝置數據，并提供復雜的查詢引擎，為客戶端的查詢請求提供準確、快速的應答服務。

設置 1 臺 SCADA Web 服務器。作為本系統(tǒng)的門戶網站服務器，可以提供給 Intranet/Internet上的授權用戶提供以 SCADA 實時數據為基礎的圖元畫面、報警顯示、歷史數據庫中的數據分析（報表/趨勢等）、查詢等功能。

設置 1 臺專業(yè)桌面分析站。這是本系統(tǒng)中功能強大、效率高的桌面分析工作站，能瀏覽整個系統(tǒng)的實時數據、歷史數據、報表、趨勢、重要數據的報警信息等。數據存儲上設置了 1 套磁盤陣列。提供海量數據存儲和歷史數據備份，為數據存儲提供了擴展空間。在物理連接上，采用了光纖交換機實現雙冗余，在數據服務器與磁盤陣列之間提供光纖連接，

數據通過光纖通道直接進入磁盤陣列，減輕中心交換負荷。

系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)所有的服務器均安裝在 Windows10 作為操作系統(tǒng)，終端均安裝 Windows7 及其以上系統(tǒng)。實時緩存采用主流服務 Redis，數據庫軟件采用 Microsoft SQL Server 2016 及其以上。應用服務的編寫采用 Microsoft Visual Studio 2017 進行開發(fā)。