[发明专利]一种面向园区的物联网大数据管理和应用平台

摘要

本发明公开了一种面向园区的物联网大数据管理和应用平台，涉及物联网技术领域。该面向园区的物联网大数据管理和应用平台，包括园区传感器单元、物联网单元、实时计算单元、数据中转单元、储存单元和离线计算单元。本发明建立了园区级大数据平台，利用园区传感器单元通过物联网来采集园区范围内的大数据，在大数据基础上提供分析和定制化服务，针对园区内每一个单位，计算它对园区交通、能耗和环境的综合影响度，实现对大型工业科技园区的智能化管理，管理工作效率高，省时省力，且管理成本较低。

主权项

1.一种面向园区的物联网大数据管理和应用平台，其特征在于，包括：园区传感器单元、物联网单元、实时计算单元、数据中转单元、储存单元和离线计算单元；所述园区传感器单元是分布在园区空间范围的前端数据感知与采集WSN网络，用于感知园区内的实时车流状态数据、实时人流状态数据、实时空气质量数据、实时水体环境数据；所述物联网单元用于从所述园区传感器单元获得实时车流状态数据、实时人流状态数据、实时空气质量数据、实时水体环境数据；并且，所述物联网单元从园区的远程水电气表系统的数据输出接口获取园区各个单位的资源用量数据，从园区各个单位建筑的接入物联网的基础设施的数据导出接口获得其能耗数据；所述物联网单元通过负载均衡设备将所获得的数据传送给多路网关，再由多路网关传输给数据中转单元；所述数据中转单元用于通过负载均衡设备和网关从物联网单元获取并缓存原始数据，原始数据包括上述实时车流状态数据、实时人流状态数据、实时空气质量数据、实时水体环境数据、资源用量数据、能耗数据；所述数据中转单元将原始数据中转到实时计算单元进行分析处理，并且将所述原始数据以及从实时计算单元获取并缓存的结果数据中转到储存单元进行数据保存；所述实时计算单元用于从数据中转单元获取所述原始数据，并且对原始数据按照预定义的数据验证规则进行验证，剔除不完整或者不符合验证规则要求的原始数据，并且将完整且符合验证规则要求的原始数据转换为统一数据格式；根据统一数据格式后的原始数据，统计确定园区每个基本单元的人流量分布数据、车流量分布数据、空气状态分布数据、水体状态分布数据；进而评估以上分布数据与该基本单元的相关性指数；根据以上分布数据和相关性指数，再结合每个基本单元的能耗数据和资源用量数据，计算每个基本单元对园区交通、能耗和环境的综合影响度；根据综合影响度进行超出允许阈值的预警，以及为每个基本单元登记环境状态数据记录；所述综合影响度以及预警记录、环境状态数据记录作为实时计算单元输出的结果数据；所述储存单元用于对由所述数据中转单元中转的原始数据以及实时计算单元的结果数据进行保存；所述离线计算单元用于根据所述储存单元所保存的数据进行报表分析和数据挖掘；其中，所述实时计算单元包括数据清洗模块、数据解析模块、报警判断模块和状态处理模块；所述数据清洗模块用于从数据中转单元获取所述原始数据，并且对原始数据按照预定义的数据验证规则进行验证，剔除不完整或者不符合验证规则要求的原始数据，并且将完整且符合验证规则要求的原始数据转换为统一数据格式；数据解析模块针对从数据清洗模块获得的标准数据，统计确定园区每个基本单元的人流量分布数据、车流量分布数据、空气状态分布数据、水体状态分布数据；进而评估以上分布数据与该基本单元的相关性指数；根据以上分布数据和相关性指数，再结合每个基本单元的能耗数据和资源用量数据，计算每个基本单元对园区交通、能耗和环境的综合影响度；报警判断模块根据综合影响度进行超出允许阈值的预警；状态处理模块为每个基本单元登记所述综合影响度以及相关的实时车流状态数据、实时人流状态数据、实时空气质量数据、实时水体环境数据、资源用量数据、能耗数据等环境状态数据；其中数据解析模块针对园区的每个基本单元，根据该基本单元周边预定空间范围的空气检测传感器感知的实时空气质量数据以及空气检测传感器的空间位置坐标，转化为空气状态分布数据；计算空气状态分布数据在多个预定方向上的空间变化梯度，再将空气状态分布数据的空间变化梯度转化为空气状态分布数据与该基本单元的相关度指数；统计本空间范围内的实时空气质量数据的平均值，并且将该平均值与相关度指数的乘积作为该基本单元对空气质量的影响度因数；针对园区的每个基本单元，根据该基本单元相邻水体的预定空间范围内的水体环境传感器感知的实时水体环境数据以及水体环境传感器的空间位置坐标，转化为水体状态分布数据；计算水体状态分布数据在水体自然流动方向上的各个区段的空间变化梯度，将水体状态分布数据的空间变化梯度转化为水体状态分布数据与该基本单元的相关度指数；统计本空间范围内的实时水体环境数据的平均值，并且将该平均值与相关度指数的乘积作为该基本单元对水体环境的影响度因数；针对园区的每个基本单元，根据该基本单元周边预定空间范围内的交通监控器感知的实时人流状态数据或者是实时车流状态数据，以及交通监控器的空间位置坐标，转化为人流量分布数据或者是车流量分布数据，计算人流量分布数据或者是车流量分布数据在行进方向指向该基本单元的道路各个区段的空间变化梯度，将人流量分布数据或者是车流量分布数据的空间变化梯度转化为人流量分布数据或者是车流量分布数据与该基本单元的相关度指数；统计空间范围内的实时人流状态数据或者是实时车流状态数据的平均值，并且将该平均值与相关度指数的乘积作为该基本单元对交通的影响度因数；将每个基本单元对空气质量、水体环境、交通的影响度因数以及每个基本单元的的能耗数据和资源用量数据换算为综合影响度得分；并且将各个综合影响度得分累加，作为每个基本单元对园区交通、能耗和环境的的综合影响度。