CN107454149B - 基于Docker+微服务技术的污染源在线监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Docker+微服务技术的污染源在线监控系统，主要由污染源现场监测站、传输网络和环保局Docker云监控平台构成。本发明数据传输标准，实现现场监测站与环保局中心站的标准数据传输；环保局中心站在线动态增加现场监测站的能力；本发明具有现场监测站的历史数据存储与上传能力和环保局中心站的历史数据召唤与解析、插入存储能力，此两种能力解决了现场断线后，环保局中心站的数据完整性问题；环保局中心站的B／S体系结构，降低客户端软件安装配置的复杂度。

Description

基于Docker+微服务技术的污染源在线监控系统

技术领域

本发明涉及基于Docker+微服务技术的污染源在线监控系统。

背景技术

随着工业化生产的发展，人类赖以生存的环境正遭受前所未有的挑战，由于我们生产时向空气中排放的气态污染物如硫氧化物、氮氧化物使得我们呼吸的空气日趋污浊；工业污水的大量任意排放，水资源受到严重的污染；城市噪音污染日益严重等对人类健康和生态环境都带来了极大的危害。“保护环境，净化地球”成了一件亟待解决的头等大事，是关系到子孙后代刻不容缓的大事。人类需要发展，但是发展的前提是不损伤我们赖以生存的环境。因此如何保护我们赖以生存的环境是人类必须关注的首要大事。

为了保护环境，建设绿色家园，建立完整的污染源监测系统是非常必要的。近年来，我国的环境保护工作取得重要进展，但是环境形势依然严峻，我国的污染源监控信息化建设不仅起点低，覆盖面小，而且整体水平不高。已安装的污染源自动监控设备与环保部门的联网率不高，地方环保部门无法看到污染源自动监控设备采集的数据，国家环保部等上级环保部门无法看到下级环保部门对已监控企业污染物排放的情况。以在线自动分析仪器为核心，以移动通讯为传输媒介，运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、信息技术以及相关的监控分析软件和通迅网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统是建立环境监测系统的重要发展方向。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种标准数据传输、增加检测能力的基于Docker+微服务技术的污染源在线监控系统。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于Docker+微服务技术的污染源在线监控系统，主要由污染源现场监测站、传输网络和环保局Docker云监控平台构成；

污染源现场监测站位于各个污染源现场监测点，由现场仪表、现场通信网络、数据采集仪、无线传输终端组成，主要完成数据的采集和处理、GPRS终端组网、完成数据采集、分析、GPRS网络接入、无线透明传输链路建立，数据的采集和处理通过数据采集传输装置来实现；

传输网络负责将污染源现场监测站的数据传输到环保局Docker云监控平台，属于传输介质，可以支持GPRS、以太网、VPN、数据专线等；

环保局Docker云监控平台由一个中心站和多个子站组成，在中心站建立Docker中心管理平台和微服务平台，在子站通过Docker技术发布子站监控平台，中心站与以微服务的方式与子站通信和提供服务，环保局Docker云监控平台通过网络传输层和现场层相互通讯，交换数据、指令下达，以实现对现场层的集中远程监控，并且可以通过其软件接口与视频系统、GIS系统进行无缝结合。

本发明的进一步改进在于：数据采集传输装置包括测量值采集模块、数据传输模块、数据显示模块、测量值处理模块、测量值统计模块、测量值存储模块、参数采集模块和状态采集模块，测量值采集模块与测量值处理模块相连接，测量值处理模块与测量值统计模块相连接，测量值统计模块与测量值存储模块相连接，测量值存储模块与数据显示模块相连接，测量值存储模块还与数据传输模块相连接，参数采集模块分别与数据传输模块和数据显示模块相连接，状态采集模块分别与数据传输模块和数据显示模块相连接。

本发明的进一步改进在于：环保局Docker云监控平台，中心站实现了污染源数据的接收、处理和展示，子站通过Docker技术将快速构建发布，中心站与子站平台应用之间采用分布式微服务架构的方式通信。

本发明的进一步改进在于：废液类分析仪，采用自吸泵及移动软管进行采样，将样水进行过滤及恒温处理，再通过阀门进行流量调节，样品根据需求分别进入化学仪表进行在线检测，所测得数据信号实时传送至数据采集器；所述烟气及噪音类分析仪所携带的探头检测可烟气及噪音数据，所测得数据信号实时传送至数据采集器。

本发明的进一步改进在于：环保局Docker云监控平台由关系数据库、Web服务器、数据处理程序和实现各种查询、分析功能的客户端软件构成。

本发明的进一步改进在于：本发明采用GPRS、以太网、VPN、数据专线网络进行数据传输。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明数据传输标准，实现现场监测站与环保局中心站的标准数据传输；环保局中心站在线动态增加现场监测站的能力；本发明具有现场监测站的历史数据存储与上传能力和环保局中心站的历史数据召唤与解析、插入存储能力，此两种能力解决了现场断线后，环保局中心站的数据完整性问题；环保局中心站的B／S体系结构，降低客户端软件安装配置的复杂度。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以Docker+微服务技术为支撑，将自动控制、网络通信、计算机以及GIS 等信息技术引入环境监测领域,采用工业级的四信F2103 GPRS IP MODEM无线传输模块、组建包括污染源在内的各环境要素在线监测系统,实现污染源在线监测系统的开发与建设,对重点污染源进行连续实时监测,动态掌握重点污染源企业的排污及超标情况,对加强重点污染企业、流域污染物排放的监督、总量控制、防止重大污染事故的发生。

该系统主要由污染源现场监测站、传输网络和环保局Docker云监控平台构成。

污染源现场监测站位于各个污染源现场监测点，又可分为现场仪表、现场通信网络、数据采集仪、无线传输终端等组成，主要完成数据的采集和处理、GPRS终端组网，完成数据采集、分析、GPRS网络接入、无线透明传输链路建立等工作。

数据采集传输装置包括测量值采集模块、数据传输模块、数据显示模块、测量值处理模块、测量值统计模块、测量值存储模块、参数采集模块和状态采集模块，测量值采集模块与测量值处理模块相连接，测量值处理模块与测量值统计模块相连接，测量值统计模块与测量值存储模块相连接，测量值存储模块与数据显示模块相连接，测量值存储模块还与数据传输模块相连接，参数采集模块分别与数据传输模块和数据显示模块相连接，状态采集模块分别与数据传输模块和数据显示模块相连接。

具体的采集装置为化学仪表，包括废液类和烟气及噪音类分析仪的相关监测装置，废液类分析仪，采用自吸泵及移动软管进行采样，将样水进行过滤及恒温处理，再通过阀门进行流量调节，样品根据需求分别进入化学仪表进行在线检测，所测得数据信号实时传送至数据采集器；述烟气及噪音类分析仪所携带的探头检测可烟气及噪音数据，所测得数据信号实时传送至数据采集器；数据采集器将分析仪所测量的数据信号通过传输网络传送至环保局中心站。

现场通信网络负责将仪表采集到的数据汇总到数据采集传输服务器。标准RS232/485 电气接口，支持Modbus 通信协议及非标准通讯协议的开发。数据采集传输服务器负责对实时数据进行汇总、分析、存储 并负责与传输模块F2103通讯。传输模块F2103实现数据采集服务器与环保局中心站的无线组网，从而实现数据采集服务器与环保局中心站之间的数据交互。传输终端还提供主备数据中心和多数据中心链接方式和多种激活方式、支持APN组网等功能，是可以做到数据安全可靠的传输，同时也是整个系统的关键部分。

传输网络负责将污染源现场监测站的数据传输到环保局Docker云监控平台，属于传输介质，可以支持GPRS、以太网、VPN、数据专线等；依据不同传输网络，基础传输层可有两类实现方式：一类是基于TCP/IP 协议的，如通用无线分组业务（General Packet RadioService 缩写GPRS）、非对称数字用户环路（Asymmetrical Digital Subscriber Loop 缩写ADSL）等。另一类是基于非TCP/IP 协议的，如：公共电话交换网（Public switchedtelephone network 缩写PSTN）、短消息数据通讯等。由于监测点区域分散，分布范围广，而且大多设置在环境较恶劣的地区，本发明采用GPRS、以太网、VPN、数据专线网络进行数据传输。

环保局Docker云监控平台由一个中心站和多个子站组成，在中心站建立Docker中心管理平台和微服务平台，在子站通过Docker技术发布子站监控平台，中心站与以微服务的方式与子站通信和提供服务，环保局Docker云监控平台通过网络传输层和现场层相互通讯，交换数据、指令下达，以实现对现场层的集中远程监控，并且可以通过其软件接口与视频系统、GIS系统进行无缝结合。

环保局Docker云监控平台由关系数据库、Web服务器、数据处理程序和实现各种查询、分析功能的客户端软件构成。环保中心实时数据库负责汇集来自各现场监测站的实时数据，为客户端提供实时、可靠、安全的数据，并且给中心的关系数据库提供有效的数据。实时数据库是一个高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性强、跨网络系统的开放式实时数据库系统，产品为完全的分布式结构，可任意组建应用模式；支持C/S和B/S应用；它可以提供丰富的企业级信息系统客户端应用和工具；大容量支持企业级应用，内部实现高数据压缩率，可实现历史数据的海量存储，灵活的扩展结构可满足各种需求，具备广泛的安全性和可跟踪性。

污染监测设备将采集到的污染数据和告警信息，通过RS232发送到IP MODEM，IPMODEM 通过GPRS网络，及时发送到环保监察部门，可以实现对排污单位或个人的及时管理，大大提高了工作效率，为环境保护提供了崭新方式。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (6)

1.一种基于Docker+微服务技术的污染源在线监控系统，其特征在于：由污染源现场监测站、传输网络和环保局Docker云监控平台构成；

污染源现场监测站位于各个污染源现场监测点，由现场仪表、现场通信网络、数据采集传输装置、无线传输终端组成，完成数据的采集和处理、GPRS终端组网、GPRS网络接入、无线透明传输链路建立，数据的采集和处理通过数据采集传输装置来实现；

传输网络负责将污染源现场监测站的数据传输到环保局Docker云监控平台，属于传输介质；

环保局Docker云监控平台由一个中心站和多个子站组成，在中心站建立Docker中心管理平台和微服务平台，在子站通过Docker技术发布子站监控平台，中心站与以微服务的方式与子站通信和提供服务，环保局Docker云监控平台通过网络传输层和现场层相互通讯，交换数据、指令下达，以实现对现场层的集中远程监控，并且通过其软件接口与视频系统、GIS系统进行无缝结合。

2.根据权利要求1所述基于Docker+微服务技术的污染源在线监控系统，其特征在于：所述数据采集传输装置包括测量值采集模块、数据传输模块、数据显示模块、测量值处理模块、测量值统计模块、测量值存储模块、参数采集模块和状态采集模块，测量值采集模块与测量值处理模块相连接，测量值处理模块与测量值统计模块相连接，测量值统计模块与测量值存储模块相连接，测量值存储模块与数据显示模块相连接，测量值存储模块还与数据传输模块相连接，参数采集模块分别与数据传输模块和数据显示模块相连接，状态采集模块分别与数据传输模块和数据显示模块相连接。

3.根据权利要求2所述基于Docker+微服务技术的污染源在线监控系统，其特征在于：所述环保局Docker云监控平台，中心站实现了污染源数据的接收、处理和展示，子站通过Docker技术将快速构建发布，中心站与子站平台应用之间采用分布式微服务架构的方式通信。

4.根据权利要求3所述基于Docker+微服务技术的污染源在线监控系统，其特征在于：废液类分析仪，采用自吸泵及移动软管进行采样，将样水进行过滤及恒温处理，再通过阀门进行流量调节，样品根据需求分别进入化学仪表进行在线检测，所测得数据信号实时传送至数据采集传输装置；烟气及噪音类分析仪所携带的探头检测可烟气及噪音数据，所测得数据信号实时传送至数据采集传输装置。

5.根据权利要求1所述基于Docker+微服务技术的污染源在线监控系统，其特征在于：所述环保局Docker云监控平台由关系数据库、Web服务器、数据处理程序和实现各种查询、分析功能的客户端软件构成。

6.根据权利要求1所述基于Docker+微服务技术的污染源在线监控系统，其特征在于：本发明采用GPRS、以太网、VPN、数据专线网络进行数据传输。