基于智慧防雷系统的大数据应用技术研究

 

一、  引言

最近几年随着大数据技术的快速发展和应用，智慧城市随即也被正式提出，而且我们也可以深刻感受到“智慧”正在慢慢改变我们的生活方式和城市，要让城市变智慧的地方太多太多。如智慧照明、智慧家庭、智慧社区、智慧商业、智慧地产、智慧工业、智慧农业等等都和智慧息息相关如何让它变的智慧呢就需要经过大数据的统计分析才能做出智慧的判断。

***公司凭借强大的研发实力，将大数据、云计算、移动互联网和物联网时代最先进的IT技术引入到防雷行业中，在业内第一个开创性的提出了“智慧防雷”新理念，并推出“智慧防雷”整体解决方案，将防雷系统直接提升到预测式，甚至前瞻式的可靠性运维管理阶段水平，进而将防雷减灾上升到“主动预防“范畴，给防雷行业带来一场深刻的变革。

二、  大数据简介

1、定义：

对于“大数据”（Big data）研究机构Gartner给出了这样的定义。“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。

麦肯锡 全球研究所给出的定义是：一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合，具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低四大特征。

大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。换而言之，如果把大数据比作一种产业，那么这种产业实现盈利的关键，在于提高对数据的“加工能力”，通过“加工”实现数据的“增值”。

大数据需要特殊的技术，以有效地处理大量的容忍经过时间内的数据。适用于大数据的技术，包括大规模并行处理（MPP）数据库、数据挖掘、分布式文件系统、分布式数据库、云计算平台、互联网和可扩展的存储系统。

2、特征：

容量（Volume）：数据的大小决定所考虑的数据的价值和潜在的信息；

种类（Variety）：数据类型的多样性；

速度（Velocity）：指获得数据的速度；

可变性（Variability）：妨碍了处理和有效地管理数据的过程。

真实性（Veracity）：数据的质量

复杂性（Complexity）：数据量巨大，来源多渠道

价值（value）：合理运用大数据，以低成本创造高价值

3、结构：

大数据包括结构化、半结构化和非结构化数据，非结构化数据越来越成为数据的主要部分。据IDC的调查报告显示：企业中80%的数据都是非结构化数据，这些数据每年都按指数增长60%。  大数据就是互联网发展到现今阶段的一种表象或特征而已，没有必要神话它或对它保持敬畏之心，在以云计算为代表的技术创新大幕的衬托下，这些原本看起来很难收集和使用的数据开始容易被利用起来了，通过各行各业的不断创新，大数据会逐步为人类创造更多的价值。

其次，想要系统的认知大数据，必须要全面而细致的分解它，着手从三个层面来展开：第一层面是理论；第二层面是技术；第三层面是实践。

4、意义：

现在的社会是一个高速发展的社会，科技发达，信息流通，人们之间的交流越来越密切，生活也越来越方便，大数据就是这个高科技时代的产物。   阿里巴巴创办人马云来台演讲中就提到，未来的时代将不是IT时代，而是DT的时代，DT就是Data Technology数据科技，显示大数据对于阿里巴巴集团来说举足轻重。

有人把数据比喻为蕴藏能量的煤矿。煤炭按照性质有焦煤、无烟煤、肥煤、贫煤等分类，而露天煤矿、深山煤矿的挖掘成本又不一样。与此类似，大数据并不在“大”，而在于“有用”。价值含量、挖掘成本比数量更为重要。对于很多行业而言，如何利用这些大规模数据是赢得竞争的关键。

大数据的价值体现在以下几个方面：

1) 对大量消费者提供产品或服务的企业可以利用大数据进行精准营销

2) 做小而美模式的中小微企业可以利用大数据做服务转型

3) 面临互联网压力之下必须转型的传统企业需要与时俱进充分利用大数据的价值。

5、趋势：

趋势一：数据的资源化

趋势二：与云计算的深度结合

趋势三：科学理论的突破

趋势四：数据科学和数据联盟的成立

趋势五：数据泄露泛滥

趋势六：数据管理成为核心竞争力

趋势七：数据质量是BI(商业智能)成功的关键

趋势八：数据生态系统复合化程度加强

三、  智慧防雷大数据云平台

 

智慧防雷大数据云平台系统架构图

智慧防雷大数据云平台充分利用大数据技术、智能传感器、无线传输技术与远程控制等物联网核心技术和互联网、无线通信、云计算大数据技术高度融合。同时实现智能设备的在线采集、远程控制、无线传输、数据处理、预警信息发布、决策支持、一体化控制等功能于一体的物联网系统。用户及管理人员可以通过手机、平板、计算机等信息终端，实时掌握传感设备信息，及时获取报警、预警信息，并可以手动/自动的调整控制设备，最终使的多种设备的管理变的轻松简单同时也实现对各种设备数据的信息化，规范化，科学化的管理。

智慧防雷大数据云平台系统流程图

智慧防雷大数据云平台主要分为六大部分：感知模块（采集设备）、物联网网关模块，设备管理模块、协议处理模块、数据存储和分析模块、业务服务模块。

感知模块（采集设备）：

         感知层主要是数据的采集工作，目前有智能防雷产品，后期也会接入更多种类的智能采集设备、视频监控、环境监控、安全监控、配电监控、机房监控等等，接入的设备是多元化。通讯方式和传输协议也是多元化的有Modbus协议也有非Modbus协议感知模块支持接入。

物联网网关模块：

         物联网网关主要负责和感知层的设备建立通信然后通过稳定的网络把采集数据传输到大数据云平台上，物联网网关支持多种通信网络GPRS/3G/4G、NB-IOT、LoRaWAN、WI-FI、有线网络等等网络通信技术，从而保证采集设备数据的稳定的通信和数据传输。

设备管理模块：

         设备管理模块主要负责管理各种物联网网关通讯工作，统一集中管理所有智能网关设备的链接方式，所有网关设备的通讯通过设备管理模块的接口实现网关设备的有效连接和数据的传输工作。设备管理对上层提供统一通讯接口，如果有物联网关通讯方式不同的只需要重写接口的实现方式即可，设备管理模块的上层和下层关系模块都不需要改动，这样管理模式提高的系统的高内聚低耦合结构，同时也提高了系统的可扩展性。

协议处理模块：

         协议处理模块主要负责设备通讯协议的解析，在多元化设备中有规范的Modbus协议也有非规范Modbus协议，每种设备在接入大数据平台时都可以在这里配置自定义自己的通讯协议模块，设备的每次通讯通过设备管理模块到协议处理模块，协议处理模块会根据协议格式找到对应的协议模板来解析数据，这样系统中不用再每种设备建立分支判断，减少重复代码提高工作效率，减少开发量。从而系统可以自定义解析多种通信协议。

数据存储和分析模块：

         数据存储模块主要负责采集数据的存储和分析，支持高并发可同时支持上万台采集设备的数据存储和数据分析，数据模块中存储的数据都是按规范的数据模板存储的数据，有利于整理和分析数据，从而形成有效的智慧防雷知识库。对有报警数据的设备进行预警提醒和消息推送，预警信息会以手机短信，邮箱或者公众号的方式推送给设备管理员，使设备管理员能及时的了解到设备的运行情况。

业务服务模块：

         业务服务模块主要是给客户提供二次开发的API的数据服务接口，业务模块我们支持多种平台技术的接入，有Web服务、API、手机APP可以利用JSON格式访问数据、或者相应的SDK方法。可以根据可以客户需求提供各行各业技术服务扩展。

总结：

智慧防雷大数据云平台它结合了大数据技术，通过对机房大量雷击、供电、温度、湿度等数据进行收集分析，可以预测SPD防雷模块的劣化状态，结合当地长期的温度、湿度、雷击情况的变化，形成数据模型。对机房的天气、雷击情况进行预测，做到提前预防、及早规避，防患于未然。