係統由監控主備機、礦用網絡交換機、傳(chuan) 輸分站、無線定位基站、隔爆兼本安型直流穩壓電源、礦用本安型標識卡、礦用本安型車載終端、礦用阻燃光纜、礦用阻燃電纜、LED 信息發布屏、檢卡裝置、便攜式搜救器等組成。

①監控主備機，采用研祥工控機，用作數據采集和 WEB 發布。

②礦用網絡交換機，可組成工業(ye) 環網，為(wei) 數據通訊提供保障。采用 4 光 3 電接口，可連接 7 台傳(chuan) 輸分站或無線定位基站。

③傳(chuan) 輸分站，硬件采用 i.MX6ULL 內(nei) 核，Linux 實時操作係統。運行穩定可靠，實時性高，存儲(chu) 容量大。采用模塊代設計原則，具有以太網、CAN、RS485、電力載波等通訊接口，采用 4.3 寸屏顯示，清晰明了。

④無線定位基站，采用模塊化設計原則，功能包括 UWB 定位模塊、Wi-Fi 模塊、LoRa 模塊，同時留有 2 路 CAN 總線、2 路 RS485 總線、2 路開關(guan) 量輸出、2 路百兆光口及 3 路百兆口。

係統軟件方案

軟件方案采用采集端和監控端分離模式。采集端采用集群模式，任何一台掉線或宕機則自動切換到新的服務機器；監控端即為(wei) 客戶端，可以獨立在多個(ge) 用戶 PC 端運行監控。采集端、監控端是本係統需要實現的功能。

係統通訊方案

數據采集服務器通過 TCP 連接到基站，基站將收集到的標識卡傳(chuan) 輸到采集服務器，采集端利用訂閱-發布模式，即時推送到監控端，監控端通過圖形進行集中可視化監測。

采集端

在監控中心建立 Service Platform 服務平台，接收采集裝置設備上傳(chuan) 的數據，通過 Redis 緩存服務處理，達到對數據的及時處理及響應，並通過 RPC/HTTP 網關(guan) 服務推送到監控端。為(wei) 便於(yu) 數據的持久化及大數據分析，將上傳(chuan) 的數據通過Storage Implementors 同時存儲(chu) 到關(guan) 係型數據庫 SQL Server 上。Service Platform 采用多通道並發處理模式，保證了係統的並發性，提供係統的處理能力；Redis服務及 SQL Server 采用集群模式，保證了係統的穩定性、可靠性。

監控端

監控端采用 Web SCADA。在電力、油田燃氣、供水管網等工業(ye) 自動化領域 Web SCADA 的概念已經提出了多年，早先年的 Web SCADA 前端技術大部分還是基於(yu) Flex、Silverlight 甚至 Applet 這樣的重客戶端方案，在HTML5 流行前 VML 和 SVG 算是真正 Web 方案也是有不少應用，近些年隨著 HTML5 的流行，加上移動終端對 HTML5 支持的普及，越來越多新項目開始采用真正純 HTML5 的方案，給項目的實現有了更多的選擇，更具體(ti) 的說大數據量應用性能高於(yu) SVG 的 Canvas 方案，已經逐漸成為(wei) 當今Web SCADA 前端技術的選擇標配方案。

係統安全

為(wei) 了提高網絡內(nei) 部的安全性，本係統網絡采用了防入侵和防病毒兩(liang) 個(ge) 方麵的安全措施。從(cong) 結構上劃分，本係統網絡與(yu) 數據采集網絡有硬件防火牆隔離，同時與(yu) 外部 Internet 網絡也設硬件防火牆進行隔離。

數據采集服務器、web 服務器均放置在 DMZ 區，Internet 用戶通過防火牆訪問其指定端口，完成防入侵的目的。同時每個(ge) 計算機節點均安裝網絡版殺毒軟件，完成防病毒目的。 對業(ye) 務係統的安全采用用戶密碼認證的方式，控製係統數據查看和操作的權限控製。係統所有節點都進入一個(ge) 域中，係統用戶均采用域用戶。

係統硬件

本係統按照采集端和監控端兩(liang) 大功能平台劃分進行硬件配置。設置 2 台數據采集服務器進行 Master-Slave。其主要功能是負責對係統範圍內(nei) 傳(chuan) 感器及集中接收裝置數據的實時通訊和采集，並傳(chuan) 至 Redis 緩存和數據庫平台存儲(chu) 。在數據采集的基礎上，根據實際需要，還完成報警、事件、腳本計算、存儲(chu) 配置等功能。（後期可根據采集片區需要增加服務器）。

這 2 台服務器同時也作為(wei) Redis 及數據庫服務器。高速采集、壓縮、存儲(chu) 來自傳(chuan) 感器及集中接收裝置數據，並提供複雜的查詢引擎，為(wei) 客戶端的查詢請求提供準確、快速的應答服務。

設置 1 台 SCADA Web 服務器。作為(wei) 本係統的門戶網站服務器，可以提供給 Intranet/Internet上的授權用戶提供以 SCADA 實時數據為(wei) 基礎的圖元畫麵、報警顯示、曆史數據庫中的數據分析（報表/趨勢等）、查詢等功能。

設置 1 台專(zhuan) 業(ye) 桌麵分析站。這是本係統中功能強大、效率高的桌麵分析工作站，能瀏覽整個(ge) 係統的實時數據、曆史數據、報表、趨勢、重要數據的報警信息等。數據存儲(chu) 上設置了 1 套磁盤陣列。提供海量數據存儲(chu) 和曆史數據備份，為(wei) 數據存儲(chu) 提供了擴展空間。在物理連接上，采用了光纖交換機實現雙冗餘(yu) ，在數據服務器與(yu) 磁盤陣列之間提供光纖連接，

數據通過光纖通道直接進入磁盤陣列，減輕中心交換負荷。

係統軟件

係統所有的服務器均安裝在 Windows10 作為(wei) 操作係統，終端均安裝 Windows7 及其以上係統。實時緩存采用主流服務 Redis，數據庫軟件采用 Microsoft SQL Server 2016 及其以上。應用服務的編寫(xie) 采用 Microsoft Visual Studio 2017 進行開發。