環保行業「在線監測」產品的設計套路

2020-11-22 人人都是..

隨著網際網路、物聯網技術的發展，以及「網際網路+」的提出和推動，越來越多的傳統行業開始與網際網路結合，本文通過實際項目實踐進行總結，分析環保行業的「在線監測平臺」在設計時有何共性，以及它的設計套路是如何的。

一. 什麼是在線監測

個人總結：通過各類感知設備對監測對象進行連續監測，獲取監測數據並通過某種網絡方式將連續監測的數據實時傳輸至服務端，通過各類終端根據業務需求以數值或圖表的方式呈現出來，稱在線監測。

二. 與「物聯網」的關係

「在線監測」所做的事情與「物聯網」的概念看起來有相似之處，他們之間是什麼關係呢？

在我看來在線監測可以看做是對物聯網在傳統行業初期的嘗試和應用。

物聯網是指通過各種信息傳感設備，實時採集任何需要監控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息，與網際網路結合形成的一個巨大網絡。其目的是實現物與物、物與人，所有的物品與網絡的連接，方便識別、管理和控制。

而在線監測類的應用則是完成了物體與網際網路的連接、通信和數據傳輸。

我所在的公司是一家生態監測公司，業務範圍主要為水生態監測，通過各類傳感設備與網際網路的連接，對水生態環境進行監測、分析和預警；如今已有許多的公司開始挖掘傳統行業，研發類似的產品。這種模式與真正的物聯網應用還有很大的距離，但也是一個好的探索。

三. 整體架構

在線監測系統的物理架構如下圖所示，採用類似物聯網模式，傳感設備和控制設備的通過連接到傳感器網絡，通過傳感器網關、路由以有線網絡或無線網絡的方式將數據和信號傳到雲伺服器和資料庫，再經過防火牆、廣域網和路由器連接到用戶的PC端和移動端。

物聯網三層結構

（1）感知層

感知層由基本的感應器件（例如RFID標籤和讀寫器、各類傳感器、攝像頭、GPS、等基本標識和傳感器件組成）以及感應器組成的網絡兩大部分組成。該層的核心技術包括射頻技術、新興傳感技術、無線網絡組網技術、現場總線控制技術等，涉及的核心產品包括傳感器、電子標籤、傳感器節點、無線路由器、無線網關等，感知層是我們獲取數據的來源。

（2）網絡層

網絡層是物聯網的中間環節，主要用來實現物的連接。是將通過傳感器網絡收集到的數據進行整理，然後通過網絡上傳等方法將數據傳輸到伺服器，它是各類數據傳輸的通道，使大量數據能夠存儲到雲伺服器。

（3）應用層

應用層主要將物聯網技術與行業專業系統相結合，實現廣泛的物物互聯的應用解決方案，物聯網系統的應用層承載著用戶業務和功能，由於雲計算的發展，大部分的系統都在這一層實現數據存儲和主要的計算。

四. 應用環境

「在線監測」類產品的應用領域基本符合物聯網九大應用領域：智能工業、智能農業、智能物流、智能交通、智能電網、智能環保、智能安保、智能醫療、智能家居。

我們公司業務範圍主要為水生態監測，產品的服務對象基本為業主單位和政府單位，所做的產品和項目多為各類在線監測平臺，諸如水質在線監測、溫度在線監測、流量在線監測等等。

我以下所做的總結也是從環保行業出發，所總結出來的需求範圍和設計模板也只符合這一領域的應用。

五. 數據分類

監測類產品數據構成比較簡單大致可以分為四類：

（1）監測對象描述數據

用於描述監測對象的類型、位置等信息。

（2）監測對象本身數據

感知設備獲取到監測對象數據。

（3）設置數據

閾值設置數據、值班人員設置等設置數據

（4）監控數據

包括實時視頻流數據和歷史視頻數據。

六. 需求總結

在線監測類的產品需求有著以下七個方面的共性，這七個方面基本涵蓋了在線監測類產品所有需求大類。

（1）實時監測數據展示

實際上可以細化為三個方面的需求：

  • 需要表達區分不同監測對象的類別、位置、型號等信息。
  • 需要根據實際業務需求設置實時數據更新頻率。
  • 需要展示實時數據的變化趨勢、同之前的數據進行關聯。

（2）歷史數據查詢

這裡不僅僅是查詢，查詢出來的數據用什麼樣的方式展示出來，為了清晰直觀可以用圖表的方式表達，同時提供原始數據的表格下載，以方便作為其他用途。

（3）閾值設置

原始需求中提出要對超出參數標準的情況進行報警，那麼這個標準從何而來，這就需要設計閾值設置功能，對於每一項監測的對象的標準範圍進行設置，當實時監測的數值超出這個範圍後進行報警處理。

（4）報警

  • web消息提示，但一個web端的系統一般難以做到24小時在線。
  • 簡訊提示，一般簡訊提示能夠做到及時通知到關係人。

兩種方式並行，web端的消息提示可以做到方便對報警消息進行查詢。

（5）值班人員設置

這是一個衍生需求，既然要求報警，要給相關人員發送報警短息，那麼就需要設置值班人員，是報警信息能夠只傳達給值班人員，避免對非值班人員幹擾，也減少短息費用浪費。

（6）視頻監控

這也是一個衍生需求，既然戶外環境中無人值守的設備，那就有個能發生不可預測的故障或者被認為的破壞，為發現這些問題，需要安裝視頻監控。

（7）站點瀏覽

項目監測分布於多個監測區域，因此需要一個全部區域分布總況，同時也是不同監測區域的進入入口。

七. 功能設計

功能設計分為七大模塊，與需求總結的七個方面相對應，這裡沒有體現權限控制，我們的做法是將權限控制單獨設計為一個獨立的系統，管理公司所有產品的權限控制。

八. 原型設計

1. 排版設計

在線監測平臺有點類似於後臺管理系統，採用側邊導航欄樣式布局，給出更大的空間展示數據，使用戶的焦點聚集在數據上，使數據儘可能呈現在一個頁面內，避免拉動滾動條。

2. 實時監測

分為實時數據和趨勢數據兩大塊，採用卡片形式，頭部顯示位置、類型等信息，內容區域顯示實時數據，並按業務需求頻率更新；趨勢數據採用曲線圖進行可視化展示，直觀表達數據變化趨勢。

3. 歷史數據

歷史數據查詢，查詢條件為開始時間、結束時間和類別，這裡注意的是為什麼要將類別作為選擇條件區分，而不將位置作為選擇條件區分？同一類別的數據具有可對比性，將同一類別不同位置的數據放在一起可以形成對比性，使用戶可以獲得直觀的參考價值，結果採用多項的曲線圖展示。

4. 閾值設置

閾值設置同樣用卡片的方式展示，同一類別的閾值應是相同的，這裡將顯示和修改用同一控制項表達，當控制項獲取焦點時顯示光標變為編輯狀態，失去焦點時呈灰色顯示狀態。

5. 報警信息

報警信息同大多消息設計相同，設有全部、已讀和未讀，可以展現值班人員是否及時閱讀報警信息。

6. 值班人員

值班人員設置用於添加、修改和刪除值班人員，同時當發生報警時，會將報警簡訊發送給值班人員。

7. 視頻監控

視頻監控默認狀態下播放實時視頻，當需要查看回放時，在回看控制面板選擇監控、選擇時間，然後進行回看播放。

關於站點入口不同的業務有著不同的表達方式，如：當業務的監測對象是分布在較大範圍的地理空間時，可以採用基於GIS的地圖加標註點的展示方式；當業務的監測對象是分布在較小空間範圍時，可以示意圖的方式展示。

總結

在線監測是通過各類感知設備對監測對象進行連續監測，獲取監測數據並通過某種網絡方式將連續監測的數據實時傳輸至服務端，通過各類終端根據業務需求以數值或圖表的方式呈現出來。其技術結構類似於物聯網結構，可以看做是對物聯網在傳統行業初期的嘗試和應用。

環保類在線監測有四類數據構成：

  1. 監測對象描述數據
  2. 監測對象本身數據
  3. 設置數據
  4. 監控數據

環保類在線監測有七大方面的需求共性

  1. 實時監測數據展示
  2. 歷史數據查詢
  3. 閾值設置
  4. 報警
  5. 值班人員設置
  6. 視頻監控
  7. 站點瀏覽

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