(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111463135.8 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 南京工业大 学 地址 211899 江苏省南京市浦珠南路3 0号 申请人 江苏省生态 环境监控中心 (72)发明人 薄翠梅　孙成鑫　吴昌子　黎刚　 郇洪江　张泉灵　李俊　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 代理人 单冠飞 (51)Int.Cl. H04L 67/12(2022.01) H04Q 9/00(2006.01) H04L 67/1097(2022.01) H04L 67/55(2022.01)H04L 9/40(2022.01) H04L 67/146(2022.01) (54)发明名称 固定污染源治理工况实时数据采集与传输 系统及方法 (57)摘要 本申请提供了一种固定污染源治理工况实 时数据采集与传输系统， 包括数据采集传输仪 器、 外网接口机和监控中心， 监控中心包括内网 接口机、 采集器集群、 贴源数据库集群、 工业操作 系统和多个监控子系统： 通过数据采集传输仪采 集监控数据经过加密处理后由内外网接口机发 送到采集器集群进行解密； 再接入贴源数据库， 通过标准数据服务将数据推送到工业操作系统 的时序数据库中， 根据各监控子系统的业务要 求， 按照业务规则对数据进行计算处理后， 存入 业务数据库中， 工业操作系统提供开放接口供监 控子系统调用数据。 本申请的系统是基于工业操 作系统实现的， 实现了固定污染源治理工况数据 从现场端到监控中心的从采集到传输的整个数 据流高效可靠的处 理过程。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 114401284 A 2022.04.26 CN 114401284 A 1.一种固定污染源治理工况实时数据采集与传输系统， 其特征在于， 包括数据采集传 输仪器、 外网接口机和监控中心， 所述监控中心包括内网接口机、 采集器集群、 贴源数据库 集群、 工业操作系统和多个监控子系统： 多个所述数据采集传输仪器分别用于采集固定污染源监测点的工况监测设备输出的 工况数据、 用电数据和末端数据， 并分别将所述工况数据、 用电数据和末端数据以标准 HJ212数据格式 向外网接口机推送报文数据； 其中， 多个所述数据采集传输仪器 分别设有对 应工况数据、 用电数据和末端数据的数据格式的数据接口； 所述外网接口机用于将接收的报文数据进行数据加密， 并将加密后的报文数据推送到 所述内网接口机； 其中， 所述外网接口机根据TCP连接请求的连接标识符， 将对外端口上的 连接和对内端口上的连接一 一配对； 所述内网接口机用于将接收的加密后的报文数据通过数据分发服务， 分发给预先部署 好的采集器集群； 所述采集器集群用于将所述内网接口机分发的数据包解密后得到的标准HJ212实时数 据包接入所述贴源数据库集群； 所述贴源数据库集群用于对接收的所述实时数据包中的数据进行质量控制； 当接收到 工业操作系统发送的数据订阅请求后， 所述贴源数据库集群还用于将经过质量控制后的数 据推送至所述工业操作系统； 所述工业操作系统， 包括数据湖和数据服务单元， 所述数据湖包括时序数据库中和业 务数据库， 所述工业操作系统用于 向所述贴源数据库集群发送数据订阅请求， 并将接 收到 的数据存储到所述时序数据库中； 针对存于所述时序数据库中的工况、 用电以及末端实时 监控数据， 所述工业操作系统还用于按照各个监控子系统的业务规则进 行相应的计算或处 理， 将计算或处理结果存入所述业务数据库中； 所述数据服务单元为所述监控子系统提供 用于对所述 业务数据库中的数据进行查询的API接口。 2.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述外网接口机设置用于调试所述贴源数 据库集群的反向代理， 所述调试 过程包括： 使用网络调试助手软件代理所述外网接口机连接所述内网接口机， 若连接失败， 则修 正反向代理配置； 若连接成功， 则填写所述采集器集群的地址， 并通过TCP协议向所述内网 接口机发送标准212报文， 该报文经由所述内网接口机分发给 所述采集器集群； 所述采集器集群收到报文后， 向所述外网接口机发送应答信号， 若所述外网接口机未 收到该应答信号， 则修正所述采集器集群的组态配置； 若所述外网接口机收到该应答信号， 则所述采集器集群登录标准数据服务； 若 无法登录， 则修正所述标准数据服务的网络配置； 若成功登录， 则测试调用所述标准数据服务中的API接口， 并判断是否有正确的返回值格 式， 若无正确的返回值格式， 则修正所述标准数据服务中的API接口的配置； 若有正确的返 回值格式， 则通过所述贴源数据库集群提供的API接口向所述贴源数据库集群查询之前所 述采集器集群发送的212报文数据， 若查询不到， 则修正所述贴源数据库集群的程序配置； 若查询到所述外网接口机发送的212报文数据， 则完成调试。 3.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述外网接口机和内网接口机分别设置代 理服务器和代理客户端， 并通过端口转发的方式基于TCP协议进行报文数据的交换传输 。 4.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述贴源数据库集群以标准数据服务权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114401284 A 2WebAPI接口通过HTTP协议将所述贴源数据库集群质量控制过的数据同步到所述工业操作 系统的时序数据库。 5.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述工业操作系统与所述贴源数据库集群 采用分布式消息队列的方式， 通过分布式发布 ‑订阅消息系统Apache  Kafka进行数据传输； 所述贴源 数据库集群作为数据的发布者， 将消息发布到Kafka的话题中， 所述工业操作系统 订阅Kafka 中的数据。 6.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述贴源数据库集群被安装于由多个服务 器组成的服务器集群系统上， 所述服务器集群系统包括最前端的负载均衡层， 中间的服务 器群组层， 最底层的数据共享存储层； 所述负载均衡层安装Linux虚拟服务器并含有用于完 成Linux虚拟服务器功能所设定的路由表， 所述路 由表用于将用户的请求通过轮询的方式 分发到中间的服 务器群组层。 7.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述贴源数据库集群包括质量控制模块， 所述质量控制模块根据预先对脏数据进行的数据质量分类， 设置对应的不完整数据清洗模 块、 不一致数据清洗模块和相似重复数据清洗模块， 分别用于清洗对应分类的数据。 8.一种固定 污染源治理工况实时数据采集与传输方法， 其特 征在于， 包括： 通过多个所述数据采集传输仪器分别采集固定污染源监测点的工况监测设备输出的 工况数据、 用电数据和末端数据， 并将分别将所述工况数据、 用电数据和末端数据以标准 HJ212数据格式 向外网接口机推送报文数据； 其中， 多个所述数据采集传输仪器 分别设有对 应工况数据、 用电数据和末端数据的数据格式的数据接口； 通过所述外网接口机将接收的报文数据进行数据加密， 并将加密后的报文数据推送到 内网接口机； 其中， 所述外网接口机根据TCP连接请求的连接标识符， 将对外端口上的连接 和对内端口上的连接一 一配对； 通过所述内网接口机将接收的加密后的报文数据通过数据分发服务， 分发给预先部署 好的采集器集群； 通过所述采集器集群将所述内网接口机分发的数据包解密后得到的标准HJ212实时数 据包接入贴源数据库集群； 通过所述贴源数据库集群对接收的所述实时数据包中的数据进行质量控制； 当接收到 工业操作系统发送的数据订阅请求后， 通过所述贴源数据库集群将经过质量控制后的数据 推送至所述工业操作系统； 通过所述工业操作系统向所述贴源数据库集群发送数据订 阅请求， 并将接收到的数据 存储到时序数据库中； 针对存于所述时序数据库中的工况、 用电以及末端实时监控数据， 通 过所述工业操作系统按照各个监控子系统的业务规则进行相应的计算或处理， 将 计算或处 理结果存入业务数据库中； 通过数据服务单元为监控中心的监控子系统提供的对所述业务 数据库中的数据进行查询的API接口。 9.根据权利要求8所述的方法， 其特征在于， 所述外网接口机设置用于调试所述贴源数 据库集群的反向代理， 通过 所述反向代理调试 所述贴源数据库集群的方法， 包括： 使用网络调试助手软件代理所述外网接口机连接所述内网接口机， 若连接失败， 则修 正反向代理配置； 若连接成功， 则填写所述采集器集群的地址， 并通过TCP协议向所述内网 接口机发送标准212报文， 该报文经由所述内网接口机分发给 所述采集器集群；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114401284 A 3