煙草種植物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上基于IPv6的煙草現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用解決方案湖南電信股份有限公司2010年4月目 錄1 概述1.1 項目背景1.1.1 互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢隨著寬帶IP業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展，IP地址資源進展的狀況日益凸顯，向以IPv6為代表的下一代互聯(lián)網(wǎng)的演進已成為必然趨勢。目前的全球互聯(lián)網(wǎng)所采用的協(xié)議族是TCP/IP，IP是TCP/IP協(xié)議族中網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議，是TCP/IP協(xié)議族的核心協(xié)議。目前IP協(xié)議的版本號是4，簡稱為IPv4，它的下一個版本就是IPv6，即第六版互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。IPv6仍舊采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制，它的最顯著的特征是采用了128位長度的地址結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)地址空間得到了顯著增大。IPv4

2、采用32位地址長度，只有大約43億個地址，估計在2010年間將被分配完畢，而IPv6采用128位地址長度，幾乎可以不受限制地提供地址。IPv6可以徹底解決傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)存在IP地址不足的問題，恢復(fù)了原來因地址受限而失去的端到端連接功能，并將促進互聯(lián)網(wǎng)的進一步普及與發(fā)展。1.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱為“The Internet of Things” 。由該名稱可見，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的延伸和擴展的一種網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過(R

3、FID)裝置、紅外感應(yīng)器、 、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。1.1.3 煙草現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢根據(jù)“用現(xiàn)代物質(zhì)條件裝備煙草農(nóng)業(yè)，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改造煙草農(nóng)業(yè)，用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系提升煙草農(nóng)業(yè)，用現(xiàn)代經(jīng)營形式推進煙草農(nóng)業(yè)，用現(xiàn)代發(fā)展理念引領(lǐng)煙草農(nóng)業(yè)，用培養(yǎng)新型煙農(nóng)發(fā)展煙草農(nóng)業(yè)”的總體思路，圍繞國家局局長姜成康提出的“一基四化”的總體要求進行系統(tǒng)設(shè)計、整體推進，通過與社會主義新農(nóng)村建設(shè)相結(jié)合，與卷煙工業(yè)企業(yè)原料基地建設(shè)相結(jié)合，加強煙葉生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，扎實推進規(guī)?；N植、集約化經(jīng)營、專業(yè)化服務(wù)、

4、信息化管理來達(dá)到提高土地產(chǎn)出率、資源利用率和勞動生產(chǎn)率，確保煙葉生產(chǎn)降本節(jié)工、提質(zhì)增效，煙農(nóng)收入持續(xù)增加，煙葉產(chǎn)業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。1.2 項目情況本項目最大的特色就是要實現(xiàn)湖南XX煙草現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地的實時數(shù)據(jù)采集和智能化控制。智能控制是為了達(dá)到節(jié)能、舒適、便利的目的，要求對市政、家庭、農(nóng)業(yè)等的智能控制和監(jiān)視制定細(xì)致的策略和方案。但是，傳統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)由于很多因素的制約，很難達(dá)到要求。為了解決這些問題，業(yè)界嘗試了很多辦法，但基本上都屬于封閉式的，多采用私有協(xié)議，彼此間難以互通，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不透明，靈活性、擴充性不佳。從長遠(yuǎn)看，智能控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是走向開放，尤其是智能控制與互聯(lián)網(wǎng)的融合是

5、其中一個重要發(fā)展趨勢1.3 項目建設(shè)目標(biāo)在上述背景下，本次項目的總體目標(biāo)是開發(fā)基于IPv6的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用并在湖南省煙草現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地進行商業(yè)化部署，提供電信物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)。系統(tǒng)的所有構(gòu)成均需要實現(xiàn)IPv6協(xié)議，系統(tǒng)采用SIP信令架構(gòu)實現(xiàn)。具體來說，目標(biāo)如下：Ø 實現(xiàn)傳感器無線接入Ø 實現(xiàn)控制器無線接入Ø 實現(xiàn)集中管理控制，包括用戶管理、設(shè)備管理、認(rèn)證管理、權(quán)限管理Ø 實現(xiàn)視頻展示、傳感器數(shù)據(jù)可視化展示和遠(yuǎn)程控制Ø 實現(xiàn)湖南省煙草現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地的現(xiàn)場部署，為煙草農(nóng)業(yè)研究和生產(chǎn)提供有效工具2 系統(tǒng)設(shè)計2.1 設(shè)計原則IPv6智能監(jiān)控系統(tǒng)融合I

6、Pv6技術(shù)、SIP技術(shù)、寬帶技術(shù)、無線技術(shù)，具備開展商業(yè)運營的能力，并能構(gòu)建覆蓋全國的智能監(jiān)控平臺。該網(wǎng)絡(luò)具有以下幾個特點：架構(gòu)的可擴展性：系統(tǒng)的管理控制與視頻媒體流分離的架構(gòu)設(shè)計，管理控制等信令流經(jīng)過中心平臺，在注冊、認(rèn)證通過后，用戶訪問網(wǎng)絡(luò)攝像機的媒體流不經(jīng)過監(jiān)控系統(tǒng)平臺，而是直接建立媒體流，有效消除了系統(tǒng)平臺的負(fù)荷，消除了系統(tǒng)平臺形成瓶頸的缺陷，使得系統(tǒng)能夠支持大容量部署?？蛇\營、可管理：具有完善的后臺支撐系統(tǒng)，包括靈活的計費和用戶管理功能。業(yè)務(wù)平臺的管理者可以很便捷的掌握整個網(wǎng)絡(luò)的運行情況，對網(wǎng)絡(luò)各個組成部分的運行情況、各終端的狀態(tài)、用戶的接入授權(quán)等具有完備的管理能力；系統(tǒng)能夠根據(jù)業(yè)務(wù)

7、開展的需求提供多種計費功能，滿足開展商業(yè)運營后的需求。高可靠性：系統(tǒng)從硬件到軟件設(shè)計實現(xiàn)冗余設(shè)計，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用雙機HA設(shè)計保證靠可用性，連接管理系統(tǒng)、業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，認(rèn)證系統(tǒng)等均采用主備冗余設(shè)計，無單點故障，提高系統(tǒng)的可靠性，滿足運營系統(tǒng)需求。安全性：具有完整的端到端鑒權(quán)、加密體系，可以控制授權(quán)用戶安全的進行訪問，同時屏蔽惡意用戶的接入，用戶的任何訪問都會被審計和記錄，以便溯源和追查，最大程度的保證監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和用戶使用安全。通用性：系統(tǒng)基本采用國際標(biāo)準(zhǔn)，并專門設(shè)計了多種終端接入和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的協(xié)商功能，可以兼容多種編碼格式，因此可以完成來自采用不同的廠家的產(chǎn)品混合使用，并保證終端間的互通?？煽啃裕合?/p>

8、統(tǒng)對于關(guān)鍵的控制部分采用先進的控制算法保證系統(tǒng)的可靠性，防止誤操作。無線傳感器支持：傳感器采用無線ZigBee方式實現(xiàn)介入。充分利用無線方便快捷實施部署、成本低廉等優(yōu)點，促進IP智能監(jiān)控行業(yè)和IPv6行業(yè)的發(fā)展。2.2 設(shè)計功能2.2.1 系統(tǒng)管理業(yè)務(wù)管理員管理實現(xiàn)增加業(yè)務(wù)管理員、瀏覽業(yè)務(wù)管理員功能。業(yè)務(wù)管理員主要完成智能監(jiān)控業(yè)務(wù)的管理工作，包括用戶管理、設(shè)備管理、權(quán)限管理、報警管理、日志管理等。增加業(yè)務(wù)管理員包括管理員ID、密碼、管理員類型、姓名、電話等。2.2.2 用戶管理系統(tǒng)要求實現(xiàn)對用戶管理，包括添加用戶、修改用戶、刪除用戶、查看在線用戶列表等；系統(tǒng)實現(xiàn)用戶密碼加密傳輸，用戶自服務(wù)功能

9、。系統(tǒng)實現(xiàn)黑名單管理。2.2.3 設(shè)備管理系統(tǒng)要求實現(xiàn)對視頻監(jiān)控前端設(shè)備、傳感器前端設(shè)備、控制器前端設(shè)備的管理，包括添加設(shè)備、修改設(shè)備、刪除設(shè)備。添加設(shè)備必須增加SIP ID，密碼和設(shè)備型號，其它如設(shè)備位置、設(shè)備管理人等為可選項。系統(tǒng)要求實現(xiàn)對設(shè)備實行注冊管理，防止非法設(shè)備接入系統(tǒng)平臺。系統(tǒng)要求實現(xiàn)能夠?qū)崟r監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備上線/下線或者故障時能夠告警通知。故障包括設(shè)備本身軟硬件故障、網(wǎng)絡(luò)故障以及帶寬不足等。2.2.4 認(rèn)證管理系統(tǒng)要求實現(xiàn)對用戶的認(rèn)證管理，包括用戶的身份認(rèn)證、權(quán)限認(rèn)證；系統(tǒng)要求實現(xiàn)對設(shè)備的認(rèn)證管理，所有的設(shè)備需要認(rèn)證才能接入系統(tǒng)平臺，防止非法設(shè)備接入。2.2.5 權(quán)限控制系

10、統(tǒng)要求實現(xiàn)用戶權(quán)限控制，能夠根據(jù)用戶實現(xiàn)靈活的權(quán)限控制，滿足智能監(jiān)控業(yè)務(wù)運營的需要。系統(tǒng)要求實現(xiàn)的具體權(quán)限控制功能包括：視頻訪問、傳感器實時數(shù)據(jù)查看、傳感器歷史數(shù)據(jù)查看、錄像查看、網(wǎng)絡(luò)攝像機云臺鏡頭控制、設(shè)備參數(shù)修改、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置、控制器控制等權(quán)限。2.2.6 視頻展示系統(tǒng)提供視頻展示手段，能夠基于Web或者專用客戶端的方式實現(xiàn)對視頻監(jiān)控前端的實時視頻查看以及歷史錄像的檢索與查看，檢索支持按時段方式。視頻展示能夠?qū)崿F(xiàn)同時對多個視頻前端實時視頻的查看，并能夠?qū)崿F(xiàn)云臺轉(zhuǎn)動、調(diào)整焦距等的遠(yuǎn)程控制。歷史錄像查看支持快進，鼠標(biāo)拖動等方式實現(xiàn)錄像查看。2.2.7 傳感器數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)提供傳感器數(shù)據(jù)的采集與展

11、示。傳感器數(shù)據(jù)要求集中數(shù)據(jù)庫存儲，采用Web或者專用客戶端實現(xiàn)可視化展示，具備很好的展示度。展示方式要求必須支持折線圖、數(shù)據(jù)場圖。能夠展示實時采集的傳感器數(shù)據(jù)，也能展示傳感器歷史數(shù)據(jù)。2.2.8 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程控制手段，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制農(nóng)業(yè)大棚的相關(guān)操作；遠(yuǎn)程控制要求具備高可靠性，不能有控制錯誤的情形。2.2.9 遠(yuǎn)程操作維護系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程操作維護功能，能夠通過工作站電腦或智能手機終端實現(xiàn)對監(jiān)控前端的網(wǎng)絡(luò)攝像機、智能控制器以及各種無線傳感器、控制等進行遠(yuǎn)程配置設(shè)備參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)攝像機的云臺、鏡頭變焦；能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程軟件、固件自動升級等。2.2.10 告警管理網(wǎng)絡(luò)攝像機、傳感

12、器接收到的報警信息，統(tǒng)一傳遞到智能監(jiān)控系統(tǒng)平臺的報警管理服務(wù)器，由報警管理服務(wù)器進行集中處理，記錄到數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)報警聯(lián)動的配置，將該報警信息傳遞給設(shè)定的其他處理模塊，例如，錄像服務(wù)器收到報警信息觸發(fā)錄像，PC或手機終端收到報警信息立即顯示并發(fā)起視頻會話。2.2.11 日志管理系統(tǒng)提供必要的日志管理功能，能夠提供如下日志：Ø 平臺進程運行日志；Ø 用戶登錄及使用日志；Ø 設(shè)備在線日志；Ø 設(shè)備故障日志；Ø 以及提供日志分析報告。2.2.12 資源及配置管理系統(tǒng)提供資源管理功能，系統(tǒng)能夠?qū)λ械木W(wǎng)絡(luò)攝像機、傳感器、控制器等設(shè)備進行資源功能及配置功

13、能。Ø 系統(tǒng)支持所有前端設(shè)備的資產(chǎn)管理，包括網(wǎng)絡(luò)攝像機、傳感器、控制器設(shè)備；Ø 系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程配置網(wǎng)絡(luò)攝像機的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、設(shè)備參數(shù)；Ø 系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程配置IPv6智能控制的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，設(shè)備參數(shù)，包括傳感器采集周期、采集的參數(shù)類型等。2.2.13 性能管理系統(tǒng)提供性能監(jiān)測工具，能夠?qū)崿F(xiàn)對服務(wù)器性能實時監(jiān)視，包括CPU利用率、內(nèi)存利用率、網(wǎng)絡(luò)帶寬占用率、硬盤使用情況等；實現(xiàn)對進程性能監(jiān)視，包括進程CPU利用率、內(nèi)存利用率、進程運行狀態(tài)等。系統(tǒng)實現(xiàn)對監(jiān)控前端設(shè)備（包括網(wǎng)絡(luò)攝像機、IPv6智能控制器）的網(wǎng)絡(luò)性能、設(shè)備性能進行監(jiān)測。3 解決方案3.1 可擴展性系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)充分考慮可擴

14、展性，能夠以多種方式支持系統(tǒng)的擴展。系統(tǒng)應(yīng)支持以下方面的擴展：Ø 業(yè)務(wù)功能的增加。Ø 業(yè)務(wù)規(guī)模的擴展。應(yīng)支持系統(tǒng)擴容。應(yīng)能夠通過硬件擴容、軟件分布部署等實現(xiàn)擴容要求。3.2 可靠性系統(tǒng)應(yīng)有高可靠性機制，保證系統(tǒng)平臺運行可靠，系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確，遠(yuǎn)程控制實現(xiàn)99.999%的可靠性。3.3 易使用性系統(tǒng)應(yīng)提供美觀、友好的中文界面，界面的功能菜單名稱、參數(shù)名稱、參數(shù)值等應(yīng)易于維護人員理解。應(yīng)合理組織功能模塊，便于維護人員操作。3.4 可維護性系統(tǒng)應(yīng)具有完善的自身監(jiān)視和管理功能，要求具有故障診斷和故障定位功能。3.5 穩(wěn)定性需求Ø 系統(tǒng)必須支持平均無故障時間不小于87

15、60 小時（1 年）。Ø 系統(tǒng)針對平臺的處理能力應(yīng)該采用相應(yīng)的流量控制措施，滿足對處理時延、CPU占有率的要求，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。3.6 系統(tǒng)展示客戶端系統(tǒng)展示軟件包括PC展示軟件和手機展示軟件，該展示軟件基于BS架構(gòu)實現(xiàn)，主要負(fù)責(zé)查看遠(yuǎn)程視頻，查看各種傳感器的實時或者歷史數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)攝像機或者控制風(fēng)機、天窗、遮陽布、外遮陽、水簾、灌溉等設(shè)施。本展示系統(tǒng)可主要分為五個部分：用戶認(rèn)證，權(quán)限管理，視頻展示，傳感器數(shù)據(jù)展示和設(shè)備控制。本項目的研發(fā)任務(wù)主要為系統(tǒng)展示軟件的開發(fā)。4 我們的優(yōu)勢物聯(lián)網(wǎng)雖然是一個新興的高科技產(chǎn)業(yè)，但其發(fā)展和以往任何一個產(chǎn)業(yè)一樣，離不開產(chǎn)業(yè)鏈的繁榮，離不開一

16、大批企業(yè)的參與和投入，特別是需要具有實力的主流企業(yè)的支持。作為中央國企和國內(nèi)主要的電信運營商，中國電信肩負(fù)著落實國家發(fā)展戰(zhàn)略的責(zé)任，中國電信將在“感知中國”的發(fā)展過程中，積極參與，開拓創(chuàng)新，務(wù)實工作，先行一步、超前一步、跨越一步，認(rèn)真落實國家領(lǐng)導(dǎo)人“早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術(shù)”的指示要求。在推動物聯(lián)網(wǎng)的進程中，中國電信擁有幾點鮮明的優(yōu)勢：首先，從網(wǎng)絡(luò)資源和用戶資源擁有方面看，中國電信擁有固移融合、天地一體的網(wǎng)絡(luò)，是全球最大的固定通信網(wǎng)運營公司、全球最大的互聯(lián)網(wǎng)運營公司、全球最大的CDMA網(wǎng)絡(luò)公司、國內(nèi)唯一一家擁有衛(wèi)星通信能力的運營商。基于這樣龐大的網(wǎng)絡(luò)和用戶資源，中國電信能夠最準(zhǔn)確地了

17、解社會信息化需求的方方面面，提供無所不在的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)支撐物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。其次，從技術(shù)層面看，中國電信在一些技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)已有所突破。例如中國電信的IPv6技術(shù)已進入實用階段，將IPv6和物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的實驗項目也獲得成功。在云計算方面，基于中國電信遍布各省的大型主機托管中心，公司已經(jīng)開始研究和部署基于云計算方面的工作。在光通信方面，中國電信擁有國內(nèi)最先進的光通信網(wǎng)絡(luò)和成功的運營經(jīng)驗，具有大容量、廣覆蓋、高可靠性的明顯優(yōu)勢。其三，從信息化服務(wù)看，中國電信早在2004年就著手企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，從傳統(tǒng)的電信運營商轉(zhuǎn)型為綜合信息服務(wù)提供商。基于轉(zhuǎn)型的需要，中國電信推出很多社會信息化應(yīng)用和行業(yè)信息化應(yīng)用項目，積累了豐富的系統(tǒng)集成和信息化服務(wù)方面的經(jīng)驗，有著非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢、項目管理優(yōu)勢和人才優(yōu)勢。2004年開始開發(fā)的“全球眼”其實就是物聯(lián)網(wǎng)的一種應(yīng)用，這一技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在城市安全監(jiān)控、港口監(jiān)控、網(wǎng)吧監(jiān)控等數(shù)十個行業(yè)應(yīng)用中，在全國160多個城市布放了30萬個監(jiān)控點?；谶@幾點優(yōu)勢，中國電信有信心也有勇氣按照國家的部署和要求，積極推動物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。目前，中國電信物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和推廣中心、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重點實驗室已經(jīng)在無錫高新科技園落戶并開展了工作。中國電信還加入到CCSA標(biāo)準(zhǔn)組，參與傳感器通信標(biāo)準(zhǔn)的制定，并參加了“中國傳感（物聯(lián)）網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)