一、系統開發背景
按電力系統安全監控的要求，物聯網可以全面應用于電力傳輸及資產管理的整個生命周期。按照10%左右的安全技術改造資金計算，可望達到1000億左右的規模。電力物聯網是中國最新興的產業，國家極為重視。
利用系統的管理功能及安裝在工器具上的北斗衛星（GPS衛星）定位技術結合單片機處理單元組成，實現對施工現場接地線的位置、狀態的監測，通過實景地理位置信息系統使接地線位置、狀態信息表現更真實、豐富、具體、全面；并結合作業現場視頻采集終端顯示作業現場實時視頻，在緊急情況下可對作業現場人員進行應急指揮，顯著提高省安全監察部門管理的效率和可靠性。
1.1智能狀態顯示接地線的研制與開發
電力安全工器具是指為防止電力作業人員，發生觸電、機械傷害、高處墜落等傷害的材料、器材或裝置。電力生產中根據不同專業和工種，在進行操作和檢修工作時都要使用電力安全工器具。
便攜式短路接地線是電力作業不可缺少的安全工器具，對電力作業人員的人身安全起著及其重要的安全保障作用，我們稱之為電工人身生命線。隨著我國電網公司的迅猛發展，國家電網公司安全監管中心的成立，目前對便攜式短路接地線現場使用中存在的問題，及遠程監管系統屬于國內空白階段，隨著電子技術和通信技術的發展，為研制新型多功能接地線創造了必要的條件，為此圣耀（集團）有限公司最新研制、開發、生產出便攜式短路接地線監測平臺產品，以申請國家知識產權局發明專利。
▲接地棒（鉤、夾）掛線檢測裝置避免發生接地線虛掛與錯掛
▲地線接地端語音警告提示，預防施工未結束提前摘除接地線的誤操作
▲利用NB-lot網絡遠程數傳技術，實現接地線工作狀態遠程監測
▲利用GPS和北斗衛星定位系統，實現接地線使用位置衛星定位
接地線掛線狀態數據通信傳送示意圖
附圖2：
接地鉤與電極結構示意圖
接地線夾與電極結構示意圖
1.2作業現場安全及監察應急指揮系統建設的必要性
電力安全生產關系到國家的財產安全、人民生活利益，以及電力職工的安康，是電力企業最根本的效益所在。安全生產關系到電力企業的前途和命運，是電力企業生存和發展的基石，影響著電力企業本身的內外形象。在我國經濟社會正處于高速發展的關鍵時期，電力生產安全管理顯得尤為重要。
電力公司主要業務是為國民經濟提供電力保障，其中很重要的一項工作即為電力工程施工，電力工程施工現場安全管理尤為重要，管理措施的先進性及合理性將直接影響到施工人員的人身安全和供電系統的穩定可靠。為滿足電力作業現場的安全性、可靠性、時效性以及可控性的切實管理要求。
因此，建立高效且可靠的作業現場安全及監察應急指揮系統，對電力安全生產起到極大的促進作用。
二、系統物理結構
2.1系統拓撲結構
該系統以省為最大單位，圖是對整個省網絡布局的一個整體規劃，從上至下一共四個層級，現場數據傳送至地市級公司指揮中心并備份。該架構在保證管理的統一性的同時，又實現了獨立性操作的需求。下層的某個節點出現故障，也不會影響其他節點和上層管理部門的管理工作，對于上層部門，只是暫時缺少故障節點的數據，待故障節點問題排除，數據會及時更新。通過如此的架構，保證了系統運行的穩定性和數據的準確性。
2.2系統部署
上述系統結構是最完全的一種部署方式，系統采用分布式技術，系統服務可單獨部署于省級、市級、縣級云服務器上；也可由上級向下級部屬并進行監管，上級單位可直接調用各作業現場狀態、位置信息及作業現場實時視頻，在緊急情況下可對作業現場人員進行應急指揮。
產品推廣前期，圣耀集團可部署一個地市級系統服務到阿里云服務器，分配省級權限、分配縣級權限、分配所級權限，進行系統演示或者推廣。
三、云服務器系統
電力施工現場安全監查及應急指揮交互系統地市級的服務，是一種典型的現代信息化系統工程。
信息化云服務作為一種形式多樣的聚合性復雜系統，涉及了信息技術自上而下的每一個層面，其體系架構一般可分為感知層、網絡層、應用層三個層面。其中，標準、規范和安全體系和技術支持、服務和運維管理體系不屬于該技術的某個特定層面，而是與該架構的三層都有關系，以下為圣耀集團建設，地市級核心服務的系統架構。
3.1圣耀集團物聯網云平臺建設
物聯網平臺是系統應用的核心支撐平臺，它提供了平臺接入、終端管理、實時監控、告警管理、數據存儲共享以及統計分析功能。該平臺實現電力安全器具物聯網的承上啟下作用，對下接入全類型的終端，對上支持多種業務應用，把各種垂直的物聯網應用整合成一個扁平的應用網絡體系。該平臺屏蔽了當前各個廠家提供的多樣化的物聯網平臺，主要接入了電信物聯網平臺（天翼云）、移動物聯網平臺（onenet）以及第三方提供的物聯網平臺,通過該層內部的數據裝換，將各類協議不一的數據，轉為圣耀集團統一的數據結構，上層業務應用再使用數據時，不必關系數據來自哪個平臺，協議如何?；谖锫摼W云平臺的物聯網應用建設，可以使應用系統開發更為簡單快速，全面實現電力施工現場安全監查及應急指揮交互系統應用的互聯互通。
其總體結構如下圖所示：
接入網關：接入網關在物聯網平臺將扮演重要的角色，它將成為連接電力施工現場安全監查及應急指揮交互系統信息感知層和應用層的紐帶，接入網關層可以實現系統信息感知層和基礎網絡以及不同類型的終端平臺之間的消息接入、消息轉換、數據轉發等工作。對智能終端設備的接入提供支持，由該服務負責把系統內統一的虛擬設備對應到具體設備上，向系統提供音視頻源和實時監測數據源。
數據庫層：基礎數據庫是電力安全器具業務的基本資料，可以比較廣泛地為各種業務應用提供服務，主要包括器具基礎信息、專題信息和監測設備基本信息等。監測數據庫通常是某個或某類特定業務應用產生的信息，是能夠動態的反應業務現狀的數據。多媒體數據庫是存儲各個業務系統的視頻、圖像、音頻等信息的數據庫
管理平臺：管理平臺是提供對大量智能終端的管理、平臺管理和實時監控的功能，終端管理提供終端注冊、參數配置、終端升級等管理服務；平臺管理提供數據接入網關和視頻分發服務器注冊、網關動態分配、節點監控等功能；實時監測提供對智能終端狀態的監測，對出現狀態異常的智能終端給與報警，如:終端離線，電壓過低、終端狀態查詢、鏈路檢測等。
開發接口：是一些預先定義的接口和SDK，目的是提供業務應用系統與開發人員基于此接口獲取物聯網數據、視頻和控制的能力，而又無需將智能終端連接到該業務應用系統中。
物聯網平臺是基于分布式架構設計的，將管理平臺、數據接入網關、視頻分發服務進行邏輯分離，并可以分布式部署，每個模塊均采用集群技術組建集群。數據接入網關可以部署多個，將多個數據接入網關注冊到物聯網管理平臺，即可形成物聯網數據接入網關集群，當終端注冊申請時，管理平臺可根據終端的傳輸規約和各數據接入網關的負載進行自動分配到負載較低的網關上。視頻分發服務器也可以部署多臺機器，注冊到物聯網管理平臺形成視頻分發服務器集群，當時視頻調用時管理平臺會根據視頻分發服務器的負載情況自動分配到負載較低的服務器上。物聯網管理平臺通過負載均衡和Session共享等技術組成Web集群，保證了物聯網平臺高性能和高可用。
由于物聯網平臺采用了分布式和集群技術進行設計，有效的提升了平臺的擴展性，當平臺面臨大規模接入和調用帶來的性能壓力時，可以對平臺壓力進行分析，找到平臺瓶頸模塊，通過對該模塊增加部署節點即可實現集群擴容。
3.2接入網關設計
3.2.1數據接入網關設計
物聯網平臺功能示意圖
數據接入網關在系統平臺將扮演重要的角色，它將成為連接信息感知層和應用層的紐帶，接入網關層可以實現信息感知層和基礎網絡以及不同類型的終端平臺之間的消息接入、消息轉換、數據轉發等工作。對智能終端設備的接入提供支持，由該服務負責把系統內統一的虛擬設備對應到具體設備上，向系統提供音視頻源和實時監測數據源。
數據接入網關提供Socket接口供智能傳輸設備接入，經網關處理將TCP/IP協議拆包，并對數據按照規約進行解析，根據設置終端的設置參數過濾無效數據，將過濾后的數據進行標準化整理后存入數據庫。
3.3管理平臺設計
系統管理功能是用于對物聯網平臺字典表、功能項、用戶、角色和權限進行管理的功能，主要包括：字典管理、角色管理、用戶管理和權限管理等功能
終端管理主要是用于對智能終端的管理，主要包括：終端注冊、參數設置、遠程升級和遠程控制等功能。
平臺管理主要是用于對物聯網平臺自身的管理，主要包括：適配協議管理、數據接入網關管理、視頻分發服務器管理和節點運行情況監控等功能。
應用管理主要是用于對第三方業務應用的管理，主要包括：應用注冊、應用數據權限管理、應用功能權限管理和應用操作日志管理等功能。
實時監控是用于對智能傳輸終端的狀態進行監控的功能，提供列表和GIS兩種監控方式。
統計分析師用于對物聯網平臺運行情況和數據的統計，主要包括：終端統計、終端在線率統計、終端無效數據分析和監測實時數據統計分析等功能。
數據共享主要是為業務系統提供數據接口，對實時數據、歷史數據以及基礎信息數據進行分發。
四、web客戶端設計
4.1接地線管理
該部分主要包含接電線的建檔、命名、分配。包含增、刪、改、查四項基本操作。能夠描述接地線所屬單位名稱、接地線ID號、接地線SIM卡號、分配日期等基礎信息。
接地線分組管理參考如下：
4.2接地線數據接入
該部分主要是接入接電線數據，包含實時數據和歷史數據部分。點選相應的接地線時，調閱該接地線所有歷史數據。接地線數據主要包含：狀態信息、地理信息、發生時間。
4.3接地線可視化展示
該部分主要是通過GIS地圖的形式，將該賬號權限下的所有接地線展示在大屏幕上。通過不同顏色表示目前接地線的使用情況、工作情況?？赏ㄟ^點選方式，選中該接地線所在工作組，使GIS地圖自動調整到合適的放大級別。參考以下效果：
