[发明专利]气体苯系物探测的数据可视化方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据采集处理的技术领域，具体涉及一种气体苯系物探测的数据可视化方法及系统。

背景技术

含苯环化合物可能存在于人们的工作、生活环境，对人体的血液、神经、生殖系统具有较强危害。通过物理、化学的方法能够检测出苯系物含量及对人的危害程度。通过传感器和网络技术可以探测空气中苯系物的含量，由计算机数据分析系统进行可视化的展现。

目前，苯系物数据检测的方法包括实验室化学成分分解、溶剂化验、光学分析等，也有通过传感器采集气体苯系物数据的方法，并通过网络传输到计算机系统进行分析、报警和控制等。但是，对于多数非专业人士来说，要能轻松读懂气体苯系物的类型、参数和危害并不是容易的事情，还没有一种直观、易于理解的可视化方法展现检测到的气体苯系物的数据。

现有数据采集方法虽然能够检测出苯系物的含量数据，实验室仪器的化学成分分析、物理分析方法存在三方面的问题：1、不能及时采集苯系物是否存在及存在的含量，并实时分析出来对生产生活的危害程度，特别是对公共安全、应急处理等场景至关重要；2、实验室仪器分析的结果数据，只能直观显示数据及参数指标，不能够很好地存储并进一步分析，尤其是还不能更好地进行分析预测，进行有效的预防和控制的决策建议；3、实验室分析的结果受限制于仪器安装和应用的软件功能局限性，只能供专业人员操作和观察结果，不能直观地展现。

现有传感探测技术虽然能进行网络数据采集和用户终端展现，但是这些技术存在3方面问题：1、现有气体苯系物传感探测数据的存储方式，只是局限于网络传输和远程存储，还没有形成分布式的存储和备份，这些情况不利于当前云端计算资源共享和实时响应的要求；2、现有传感探测的气体苯系物实时分析和多用途方面存在局限，不能够通过云端数据共享为多应用提供数据支撑，特别对于公共安全的信息发布和应急处理提供实时、共享数据支撑；3、现有气体传感探测数据发布和展现方面存在局限，不能方便高效地以直观、易懂的方式可视化展现。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气体苯系物探测的数据可视化方法，利用传感探测技术实现数据的实时传输、存储和分析，利用云计算资源共享和分布式存储技术，充分发挥信息新技术优势，提高了气体苯系物探测数据直观、易懂的可视化展现。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种气体苯系物探测的数据可视化方法，其步骤如下：

步骤一：利用传感探测器感知探测所在区域的气体苯系物数据；

步骤二：将多个传感探测器监测的气体苯系物数据通过串口服务器实时的上传至数据中心；

步骤三；数据中心利用分布式大数据数据预处理技术Spark Streaming将采集的气体苯系物数据收集到数据集RDD；

步骤四：数据集RDD利用分布式文件系统HDFS将数据分片的发送至分布式存储系统；

步骤五：分布式存储系统利用数据仓库技术将数据集RDD的分类存储到HBase数据仓库；

步骤六：利用部署在云端的计算模块为用户提供访问气体苯系物数据抽取的入口及数据统计分析汇总、数据挖掘的模型；

步骤七：对HBase数据仓库中的数据利用Spark Streaming进行实时流式数据分析和Spark MLlib历史数据挖掘；

步骤八：使用可视化工具D3.js技术以直观、易懂的方式展现气体苯系物数据及变化情况实现抽取数据的可视化展现，用户终端通过Web浏览器访问可视化展现的数据。

所述数据中心为数据采集服务器，数据采集服务器采用分布式网络编程技术Socket采集串口服务器的数据。

一种气体苯系物探测的数据可视化系统，包括传感探测器模块、串口服务器、数据采集服务器、分布式存储系统、云计算服务器、数据计算服务器、Web服务器和用户终端，传感探测器模块与串口服务器相连接，串口服务器与数据采集服务器相连接，数据采集服务器与分布式存储系统相连接，分布式存储系统与云计算服务器相连接，云计算服务器与数据计算服务器相连接，数据计算服务器与Web服务器相连接，Web服务器与用户终端相连接；所述数据采集服务器上设有数据采集模块和数据预处理模块，数据计算服务器上设有大数据分析模块，Web服务器上设有数据可视化模块。

所述数据采集服务器采用Socket多线程方式读取串口服务器经RS485协议获取的传感探测器模块感知的数据，并经串口服务器的RJ45端口传输到数据采集服务器。