近年来，工业物联网无线数据采集系统的发展趋势是简化终端结构，在数据采集终端与主机之间采用无线通信，以代替复杂、不灵活的现场布线。该阶段数据采集系统采用更先进的模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可以扩展或修改系统，满足不同领域的需要。基于XLSN无线传感器网络24GHz或433MHz模块技术、MES制造执行系统技术及无线传感器、无线测控装置RTU等的智能制造工厂生产车间无线数据采集系统是工业物联网无线数据采集系统的典型应用案例。实现物联网环境监测，会用到以下技术：
1 传感器技术。环境监测会用到大量的传感器，用来检测大气、水质、土壤、污染等等，传感器是必不可少的。
2 通信技术。分有线与无线两种，目前更多的采用的是无线技术，比如ZigBee（SZ05系列）、Wi-Fi、GPRS等，用无线的好处是突破距离的限制，不需要布线，方便，尤其是在一些复杂场合。
3 云平台。目前环境监测更多的是纳入云平台，通过大数据来分析与监测，利于决策。
也可以去物联商业网上看一些相关案例和解决方案哦物联网主要应用于智慧海绵城市建设。
所谓智慧海绵城市是在海绵城市的建设中融入“自然和谐、智慧宜居、协同发展”的智慧城市建设理念，通过IoT、大数据、GIS、云计算等信息化技术手段，把智慧管廊城市和各类能源、绿色设施协同起来，实现海绵城市的精细化管理，打造出宜居舒适的生活环境和实现城市的可持续发展。
物联网主要有四大关键技术：RFID、传感网、M2M和两化融合
物联网把新一代IT技术运用在海绵城市建设中，主要是把感应器嵌入和装备到道路、桥梁土壤、绿地、建筑、供水系统、河道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。
IOT网关，接收sensor数据的总入口，主要是日志，安全防护，流控，协议转换等功能，
图1 IOT网关
之前有提到IOT网关是基于python的twisted框架实现的，初期的时候该IOT网关主要实现的功能是 数据接收和转换功能 和 安全防护 。
数据接收和转换功能 ，这里很简单，拟定好数据交互格式后，IOT网关按照约定好的格式进行解析，然后转发给后端服务进行进一步的处理
安全防护 ，设备的区分主要是依靠烧录到硬件的SN号来实现，SN号包含的信息比较多，如生产批次，设备型号等，受制于厂商我安全防护不能做的非常完善，同时sensor与IOT网关的交互不能非常复杂。安全防护这一块理论上是设备接入要一型一密或者一机一密，协议上还应该启用tls/ssl安全通信协议。
图2 鉴权
安全防护要做ssl这类的安全通信协议的话，要考虑设备厂商实现通信模块能力，设备功耗，设备性能（低端设备cpu性能可能比较差，可考虑对称加密形式），IOT网关也需要引入相应模块。
另外认证从性能方面考虑，后期在设备比较多的情况下，可以加入redis等内存型key-value数据库，缓存设备信息，提高鉴权模块性能。
实践中，我们的sensor基本都是依靠电池供电，因此我们的IOT网关基本是面向短链接（后期我们有监测设备，依靠外部电源直接供电，为长连接），因此在每次发起连接我们都要进行一次鉴权，鉴权通过后，设备方可上传传感器监测数据和设备自身状态。
图3 数据交互流程
这一块的调试工作长达半年左右，才基本稳定下来，主要集中在设备商处除了硬件稳定性，还有在调试中发现传输的字符串乱码（c语言处理问题），沾包（厂商开发人员tcp协议不熟），优化传输效率，关闭cork或者 Nagle 算法（传输包很小）。
因为IOT网关不能主动断连接，理论 *** 作中，IOT网关应该和sensor有心跳协议，保证连接的有效性。设备商在数据流程交互完成后，竟然没有close 连接，直接休眠，导致网关所在服务器的连接的文件描述符一直没有正常释放，后面为了预防这种现象，我开启了 *** 作系统层面的keepalve定时器，回收失效连接（系统默认时间是2小时左右，我缩短了失效时间），理论上来说应该是应用层面去实现心跳协议。
整个IOT网关的设计，是无状态，可伸缩的，单网关在普通型ecs上可轻松达到数百tps。
通过智慧水利水电工程案例可直观地查看大坝主体数个泄洪闸门实时的启闭状态，辅以气象信息、水位信息数据显示，帮助集控中心的人员在汛期及时作出决策。
水力发电的基本原理是利用水位落差 ，配合水轮发电机产生电力。将水的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，从而得到电力。
水力发电系统主要由压力引水管、水轮机、发电机和尾水管等组成。河川的水经由拦水设施攫取后，经过压力隧道、压力钢管等水路设施送至电厂。利用三维组态还原电力生产过程，监控机组运行状态，提高发电效率。
Ⅰ水力势能到机械能的转变
江水水位在坝前升高形成落差，积蓄了水力势能。当机组准备发电时，对机组尾水管、引水压力钢管和蜗壳进行充水平压，提起机组下游尾水管闸门和上游闸门。
开机后，调速系统 *** 作导水机构开启活动导叶，蜗壳内的高压水流经其内侧均匀排列的固定和活动导叶形成一定环面后，均匀可控地进入水轮机转轮，连续的带压水流从转轮叶片外缘整周径向流入，从转轮出口轴向流出，水力反作用于转轮叶片，使转轮产生旋转力矩并带动转轮旋转，水力势能转变为机械能。在可视化系统内接入了单个机组的转速、导叶开度等数据。
利用渲染还原该过程的每个步骤，可用于新员工的培训和安全讲解。
Ⅱ机械能到电能的转变
水轮机转轮带动机组大轴旋转，并将扭矩传递给与其同轴的发电机转子，转子通过励磁形成的磁场，在定子绕组中作同步旋转，发电机定子在交变磁场的作用下，在绕组中产生感应电势，由此完成了从机械能到电能的转换。
水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。将传感器数据上传可视化系统可判断工艺流程的合理性，发现阻碍电能转变的因素时及时修正，提高电能输出率。
Ⅲ初级电能到合格电能
通过接线端子引出，将导线连成闭合回路，回路中产生电流与电压，经过发电机出口母线，电流进入升压变压器，在这里电压被升至 500kV，然后进入六氟化硫气体绝缘开关站（GIS），连接输电线路进入电网，从而完成水轮发电机组的电力生产到输送的最后一个环节。
三维组态还原了水力资源从势能转变为电能的过程，一方面可以给学员提供仿真教学示例，另一方面可以向外界普及水力发电知识。融合数字建模、数字孪生、仿真模拟等技术，轻松构建低代码、零代码物联网 IoT 平台，辅助水利水电工程实现智慧化管理。
不仅是 3D 上的效果展现，支持绘制二维组态。可视化技术采用 B/S 架构，通过对传统二维的发电工艺组态图进行重构设计，对接测点数据实现 Web 化跨平台多端访问，无论是 PC、PAD 或是智能手机打开浏览器，即可随时访问监控场景。
将大屏组态集成至 B/S 端，与其他主流前端框架如 Angular、React 和 Vue 等无缝融合，打破了以往用户在控制室内控制场景的局限性。
二维组态基于 SCADA 系统，将图纸进一步美化升级。以平面图的形式展示了坝顶高程、大坝门机、主变压器、大坝库区、引水钢管、500kV 出线架、主厂房行车、发电机、水轮机在水力发电的过程中运行的先后顺序，并模拟水力势能—机械能—电能的转变，再通过 500kV 线路输送到 500kV 变电站的过程。
水库中水能转化为电能的多少与压力引水管管口处作用力大小密切相关。水库水量、水库水位、压力引水管倾斜角度等影响引水管管口作用力的因素直接影响着水能到电能的转换效率。
以蓝色的深浅代表水流的速度，以动态的点状线路模拟输电过程，整个过程清晰明了，一张图掌握水力发电站运行态势。高效协调水库和水机电系统之间以及水机电系统各部分之间的运行问题，提高发电效率。
平面图、塑料静态模型或者到水电站实地参观都无法使人直观、简单、全面、系统的了解水轮机内、外部结构组成以及工作原理。
“水轮机仿真拆解”通过三维仿真动画全方位表现，不仅给人以身临其境的感受，还能不受时间、地域的限制，系统、全面的了解水轮机各部件组成及动作原理。Hightopo数字孪生水轮机拆解过程，实现了在数字世界对物理实体状态和运行的全面精准呈现。场景中设备零件，浮现相应的属性信息，准确掌握设备内部业务流程、行为逻辑、状态变化等。
进入主厂房后，支持以第一人称视角自由漫游（W A S D 方向键结合鼠标 *** 作），可查看发电机详细运行参数、摄像头监控画面等信息。
支持绘制并保存常用巡检路线，每次进入后按照固定路线自动漫游，满足个性化的巡检需求。通过巡检模拟人或者巡检车巡检的过程，经过设备时可以停留查看设备信息。
将 GIS 创新融入可视化中，为可视化赋予更强大的地理智慧。支持接入多源异构数据，标注各个水电站位置信息，即时还原高精度真实现场。
采集江河流域范围内的 DOM（数字正射影像）和 DEM（数字高程模型）数据，以真实的城市河道现状信息和周边景物信息为依据，对河道、河底的三维空间数据进行三维几何建模；然后叠加精细建模的水电站模型，并进行渲染优化；最后采用显示列表、纹理优先级、细节层级模型（LOD）等渲染技术，实现三维河流实时逼真的虚拟场景显示，并提供丰富的人机交互手段。
通过可视化建立整条流域的虚拟漫游，远景和近景背景区别设置，添加了水雾、大气、云层等环境效果，让场景更真实、灵动。漫游将客观真实存在的场景通过浏览器以虚拟漫游形式达到异地浏览的目的，用户足不出户即可游历景物景点和建筑物内部场景。
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