网络云技术在雨量遥测系统中的应用

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　　摘要：本文基于XX雨量遥测系统利用网络云技术进行系统平台改造升级，实现了各监控站点第一时间将雨量信息传输至系统中心，集中显示以为防汛指挥决策提供支撑。对系统建设过程中相关技术应用原理、网络平台数据安全性等问题进行初步探究。
　　关键词：云技术;数据安全;趋势
　　中图分类号：TP873 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）07-0081-02
　　1 项目建设情况
　　XX雨量遥测系统始建于2002年，系统采用海事卫星系统通讯方式，共有8个雨量遥测站。2007年时因海事卫星设备运行维护管理难度大且通信费用高，统一更换成移动 GSM短消息通信方式。
　　现有8处雨量站均处于xx水库库区，为库区防汛供水调度提供数据支撑，但是引水工程沿线各雨量站一直采用人工测量电话报送的方式，没有自动雨 量设施，随着新建大型水库调蓄工程的运行，XX引水渠又承担了反向供水 的重任，防汛供水调度更加复杂，为了提升防汛供水信息化技术水平，更 好的服务于引水工程，2017年对原雨量系统进行了再次升级改造，即组建了雨量遥测云平台。实现了各监控站点第一时间将雨量信息传输至系统中心，集中显示以为防汛指挥决策提供支撑。
　　2 系统总体架构及云平台
　　系统整体采用云计算技术搭建雨量遥测云平台，以“云平台”方式实现数据接收、存储、展示、查询、分析等功能。主要由采集端（一体化自动雨量站）、通信网络（移动无线网或政务网）以及云平台构成。
　　根据分层理论，将云平台根据基础服务、数据、软件系统，划分为Iaas（Infrastructure-as-a-Service）基础设施平台即平台、Paas（Platform-as-a-Service）平台即服务、Saas（Software-as-a-Service）软件即服务。Iaas是指消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。这类服务称为基础设施即服务。通过软件平台系统将大量的硬件资源进行集中管理，根据用户请求进行按需分配存储空间、计算能力、内存大小、防火墙、操作系统、网络环境等基础设施，以满足用户需求。
　　3 系统通信组网及数据流程
　　3.1 系统总体通信组网
　　网络采用三层隔离，建立在一个共用的基础网络上，所有进入服务器的请求都必须经过阿里云防火墙和安全策略组，再通过应用服务器的防火墙进入内网。雨量自动监测站采用GPRS 通讯方式。
　　3.2 雨量遥测云平台数据接入
　　此次雨量遥测云平台采用租用阿里云服务器来实现云平台搭建，利用阿里云服务器租赁的4M带宽专线进行雨量数据在线接收。由移动公司的网管中心通过专线将遥测数据传送至云服务器集群，首先经过防火墙，由通信服務程序进行的检错、数据格式归一化处理，再以TCP/IP方式发送给数据库服务器，由入库软件程序进行数据解析、标记、合成等处理后，将数据写入相应的数据库。
　　在云服务器上运行一套WEB服务软件，该软件从数据库中读取遥测数据，通过网页的方式，以图形化的界面显示实时遥测数据及统计分析报表等。
　　3.3 系统数据流程
　　雨量自动监测站采用自报或自报—确认体制工作模式采集相关数据，雨量监测站的监测参数具有独立的工作体制，雨量监测站由雨量信号触发或数据采集定时器触发测量，并将测量结果（数据）通过GPRS终端通过GPRS无线网络发给移动网管中心，移动网管中心通过专线或互联网将数据发送到云平台中心，云平台中心部署的数据监控软件通过通讯服务器软件和系统监测软件服务器程序对 数据进行存储、处理、显示，由数据存储服务器程序将数据按雨水情数据格式和 指定格式要求写入数据库的相应库表。实时雨量发送通过阈值进行控制发送密度（建议1mm），雨量自动监测站定时（建议12小时）向中心发送自身状态（平安报），并等待中心确认收到的回令及校时或配置命令，如果没有收到中心回令 可重新发送状态信息。采用这种工作模式，可使监测站在不发送数据时进入掉电 状态，可大大降低监测站功耗，节约太阳能电源配置，又能满足系统对数据的实 时性和密度要求。
　　3.3.1 测站工作体制数据流程
　　本系统通讯方式采用GPRS信道。遥测站将采集到的雨量参数数据和设备状态按照设定的策略分别发送到监测云平台以及其它用户。
　　系统采用自报、自报—确认和应答三种工作体制混合组网。一般地，遥测站采用自报或自报—确认方式主动向中心站或其它数据用户发送数据，当中心站或其它数据用户需要了解当前某个遥测站的数据时，可先将遥测站唤醒，然后发送召测 命令，采集遥测站最新的数据。
　　中心站或其它数据用户需要读取遥测站内存贮的自记数据时，可先将遥测站唤醒，然后发送读取自记命令，读取遥测站某一段时间内的自记数据。
　　3.3.2 GPRS数据流程
　　遥测站发送数据时，首先要建立GPRS网络连接，经过鉴权、身份认证以后建立PPP连接。遥测站将遥测数据以UDP的数据包的形式，通过已建立的PPP连接发送到移动公司的网管中心，再通过中心站到网管中心的专线（或其它线路），将遥测数据传送至中心站的局域网（或中心站的计算机）。
　　4 云平台的优缺点分析及发展趋势
　　系统建立云平台优点主要是基础设施可以动态扩展，今后升级可根据需求而增加基础设施的配置和容量。用户只为自己使用到的部分付费，降低运营成本。付费后可以立即获取需要的升级，无须等待较长时间。其缺点主要体现在安全性、稳定性不确定。如果服务提供商网络环境出问题，会引起用户不能访问到提供的基础设施，造成运行在其上的Paas、Saas也不能提供服务。
　　目前大数据时代来临，按X市大数据工作推进小组办公室要求，信息系统纳入政务数据资源目录并上链。上链加入到政府部门的云平台管理势必增加了网络数据的安全性，并且有规划的数据管理也增强了信息的共享性和应用性。
　　5 结语
　　随着网络技术的快速发展，云环境为信息系统建设提供了基础设施即时性的便捷。通过在其平台上自适应部署应用程序，就可以不必担心要预先采购大型的系统。这增加了灵活性，降低了风险和运营成本。同时根据应用程序请求量更高效的管理资源以及有效的按需释放资源，实现了资源的合理使用。但是趋之若鹜的倾向新技术、新模式，紧接着要面临的是海量的数据如何系统的规划存储和管理，以及日后的安全性是将来云平台持续、健康发展要考虑的首要问题。
　　参考文献
　　[1] 张晨.云数据中心网络与SDN技术架构与实现[M].机械工业出版社，2018.
　　[2] 顾炯炯.云计算架构技术与实践[M].清华大学出版社，2016.
　　[3] Thomas Erl.云计算概念、技术与构架[M].机械工业出版社，2014.
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