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产品与服务

PRODUCT & SERVICE

中储粮油脂远程监管系统白皮书

发布时间:2019-4-26

  • 系统背景

    一、根基不牢,地动山摇

    中央储备粮管理条例两个确保两个确保与中储粮话语权、发展权。

    二、狠抓仓储监管,创新监管手段

    刘新江副总经理指出:目前,仓储工作最大的短板在油脂和政策性粮食,对政策性粮食的管理比中央储备粮差,对油脂的管理比粮食差,是最容易出问题的薄弱环节。

    三、无翼而飞

    事实上,自驻库监管员至中心库管理人员直至分公司主管和分管领导,均为油脂存储过程中的数量真实睡不着觉,因为油脂与其他仓储物品不同:会渗、会漏、会流动,会无翼而飞

    系统目标

    一、实时、动态的监管

    基于成熟且先进的技术,实现中心库、分公司在无人值守状态对远程油脂(尤其是代储库)关于数量真实的实时、动态监管。

    二、实用、适用、好用

    系统突破与创新

    一、将物联网技术应用于远程油脂监管,为国内首创;

    二、对油脂实现动态、实时的远程监管,为国内首创;

    三、实时对油脂数量变化状态主动进行短信、语音和界面提示报警,实现无人值守,为国内首创。

    系统优势

    一、省心省力

    只需对直属库进行一次远程视频培训,系统的调试通过互联网在远程即可完成。省心省力。

    二、省时省麻烦

    每个代储库(以5个油罐为例)的油脂监管终端设备均可即插即用,无需代储库参与,安装和调试工作半天即可完成。在和谐的状态下迅速完成,省时省麻烦。

    三、省投资

    先进的技术为分公司、直属库各单位带来的最终成果分享就是节省投资。

    四、平台统一

    中储粮油脂远程监管系统和中储粮远程粮情监管系统在一个平台界面上统一使用和管理。做到了统一平台监管,分项操作使用。减少直属库机房硬件设备的投入,维护简单,成本低。

    系统技术特点

    一、系统的高灵敏度和高精度

    通过精密记忆插补算法实现将数据源精密记忆并贯穿在整个采集和编码过程中,对可能存在的数据损失根据原始数据记忆进行数据源精密插入补偿,保证采集数据和嵌入式微处理器编码误差的最小,使得系统的灵敏度达到1‰,误差率小于2‰。

    二、系统预警的及时性、客观性及科学性

    通过等差额叠加模型算法实现将油脂远程监管终端每次采集编码传输的数据等时差额地进行数据分析。如等时差额数值大于或等于预警值,或等时差额叠加的数值大于或等于预警值时,系统则马上进行预警,从而保证了预警的及时性、客观性及科学性。

    三、短信通知

    预警功能应该能够以三种动态方式表达。所以本系统设计了不仅可以通过语音提示和界面显示预警,更可以按管理权限将预警信息以发送手机短信方式通知分公司领导、直属库管理人员和驻库员。

    系统架构

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    系统描述

    一、系统的应用价值

    1、实现对远程油脂的数量、温度、液位的实时监看与管理

    2、实现对远程油脂数量异常减少和增加及各种异常状态的预警提示与管理

    3、通过嵌入式微处理器和创新算法的无缝应用,实现系统的油脂重量变化的高灵敏度和高精度,及时客观科学地进行预警

    二、系统的开发构成

    1、系统工作原理

    油脂的远程监管系统是基于现代成熟且先进的电子测量技术、计算机技术、无线通信技术、网络技术及物联网技术的综合应用技术,也是国内将物联网技术第一次应用于油脂远程监管。其工作原理是:置于罐底的压力及油温传感器感知和采集的模拟信号,通过电缆传输到罐顶上的监管终端,监管终端的嵌入式微处理器将将模拟信号转换数字信息,并通过无线GPRS传输到直属库的服务器终端,服务器终端将所接收到的数据进行计算、分析、处理,实时显示出储油数量、温度及液位。当外租油罐中的储油数量发生变化或出现断电断网断线时系统以语音及短信形式发出预警信号,从而达到安全监管的目的。

    2、系统组成体系

    油脂远程监管系统由数据采集体系、数据编码及远程传输体系、安全体系和数据分析与管理体系组成。

    2.1、数据采集体系

    内有温度传感器和压力传感器,其中压力传感器采用陶瓷压力传感器制成,液体压力传递并直接作用于陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的变形,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片背面,形成一个惠斯通电桥。

    1. 陶瓷压力传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性,陶瓷是公认的高

      弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定性及它的厚膜电阻,可以使其温度范围达到-40°C至135°C,而且具有测量的高精度、高稳定性,电气绝缘2kv,输出信号强,长期稳定性好。

      ⑵ 数据采集终端通过一根传输线连接到数据编码及远程传输体系。传输线为环保通气电缆线,护套层选用聚氨酯材料,具有防油溶解、防腐蚀、耐高温、不长霉、不含有卤族元素及重金属等毒素物质。

    2.2、数据编码及远程传输体系

    内部由嵌入式微处理器进行数据编码及远程传输模块等组成。外壳有防雷击、防水侵、防干扰、等保护结构。

    1. 嵌入式微处理器:数据采集终端采集的数据为模拟信号,嵌入式微处理器的任务是将模拟信号通过一定的编码方式转换为适应于互联网传输的计算机数据,通过“精密记忆插补算法”和最先进和精准的16位算法,以保障采集数据误差的最小化。

    2. GPRS远程传输模块: 通过此模块将计算机数据信息以无线方式传输到远程的直属库服务器上;通过对称加密建立唯一认证通道,保证数据传输的安全性。

    2.3、安全体系

    ⑴终端设备的物理安全

    油脂监管终端设备具有防腐蚀、防雷击、防偷盗、防断电、防断网的结构设计。

    1. 数据传输安全

    • 油罐上监管终端的数据以二进制方式采取对称加密后向直属库平台服务器上传,对称加密算法将指定的传输对象写入GPRS远程传输模块芯片中,监控终端设备不会向非指定服务器的任何其他地址发送信息,确保数据安全可靠。

    • 油罐上监管终端上传给直属库的数据为经过编译加密的原始数据,因此,这些数据不包含表达结果,对于第三方来说没有任何含义。

    • 采用隧道技术(Tunneling)、加解密技术(Encryption & Decryption)、密钥管理技术(Key Management)、身份认证技术(Authentication)保证数据传输安全。

    • 采用点到点协议(PPP)用户级身份验证的方法来进行验证,这些验证方法包括:密码身份验证协议 (PAP)、质询握手身份验证协议 (CHAP)、Shiva 密码身份验证协议 (SPAP)、Microsoft 质询握手身份验证协议 (MS-CHAP) 和可选的可扩展身份验证协议 (EAP)保证用户认证安全。

    • 采用点对点加密算法(MPPE)和网际协议安全(IPSec)机制对数据进行加密,并采用公、私密钥校对的方法对密钥进行管理。MPPE使终端可以从全球任何地方进行安全的通信。MPPE加密确保了数据的安全传输,并具有最小的公共密钥开销。这些身份验证和加密手段由远程服务器强制执行。

    1. 网络平台安全

      将服务器置于硬件防火墙之内,通过在系统中架设虚拟移动网关进行传输,直属库及其所辖外租库在逻辑上组成一个虚拟专用通道进行数据传输,保证网络安全。

    2. 访问与存储安全

    • 采用分布式架构方式,降低平台风险。

    • 外租油脂库点不具备系统的访问权限,亦无访问界面。

    • 直属库平台只具备访问本辖区内的外租库点远程监管终端设备的权限。

    • 直属库平台只支持授权用户访问,其他未经系统授权者指令将被拒绝执行。

    • 直属库预警系统的管理权限只授予相应管理人员处理,不同级别的管理人员管理权限亦不相同。

    2.3、数据分析与管理体系

    ⑴ 远程数据接收模块

       此模块在物理上位于系统平台的前端,专用于与被管理油罐上的监管终

    端设备进行通信。首先监管终端的远程传输体系主动向指定地址的数据

    接收模块发送认证信息,通过双向对称认证后,两者建立唯一通信通道,

    进行加密数据的传输。

    ⑵ 系统管理模块

    系统管理模块负责进行数据解码、整理、分析、运算和判断。此模块将接收的加密数据进行解码,并将解码后的数据按照设计的“等差额叠加模型算法”进行整理、分析和运算。同时将系统的核心数据以直观的功能界面呈现给使用者。在数据分析判断得出结论后,控制报警信号的输出。

    1. 控制与显示模块

    • 显示油脂实时重量、液位高度和温度,并可查询变化趋势曲线。

    • 设置报警参数和显示报警状态,并可查询历史记录。

    • 配置油脂初始信息,管理报警开关。

    1. 报警输出模块

    • 数量减少,可能油脂出现动用、偷盗、流失,系统报警并发出短信。

    • 数量增加,可能罐体雨天漏水、人为渗水或者其他杂物,系统报警并发出短信。

    • 无数据上传,可能出现人为断电断网,系统报警并发出短信。

    • 上传空数据,可能出现人为拆断数据线,系统报警并发出短信。

    系统的具体功能

    一、远程油罐油脂实时数据显示

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    二、远程油罐油脂历史趋势查询

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    三、远程油罐油脂预警状态显示及预警记录查询

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    四、远程油罐油脂预警地图显示

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    五、远程油库及油罐的管理

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    六、远程油罐油脂预警参数设置