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背景与挑战

伴随着互联网创新成果与燃气行业的深度融合，城市燃气公司正面临着不断接入新型智能设备和处理不断扩大的数据量的挑战。城市燃气公司深知只有发挥物联网在生产服务要素配置中的优化与集成作用，才能提升燃气公司的创新力和生产力，构建出企业发展的新形态。要引入物联网智能终端，城市燃气公司必须首先解决如下几个方面的问题：

● 低成本、高速度的接入不同厂家、不同发送渠道、不同通讯协议、不同采集频率的各类智能设备；

● 高效率处理日益增长的不同规格的大数据，保证数据质量、实现数据聚合以应对大数据量的冲击压力；

● 实现经由智能设备捕获数据与城市燃气公司现行业务服务系统的整合，实现信息同步和业务协同；

● 采用新途径、新设备，调整业务流程和管理方式。借助数据实时性提高，制定与之配合的业务规则，提升管理水平。

● 通过物联网平台获取了较之以往更多的数据，如何对数据进行管理和挖掘，让数据变得更有价值，是燃气公司进行数字化转型的成败关键。

金卡智能iot采集平台研发历程

iot物联网采集平台位于j9九游会网站的解决方案中心，下与终端相连，上与云端互通，基于公用事业行业经验，可与燃气公司管理应用“无缝衔接”，来保证各项业务顺畅有序进行，起到了物联应用的关键作用。

面对上述挑战，作为燃气行业物联网应用的舵手，金卡智能集团公司义不容辞的挑起担当。早在2010年，金卡智能在行业首推的物联网表具终端的同期，就开启了iot物联网采集平台的不断探索。目前金卡智能iot采集平台历经6年五个版本的迭代演进，具备了云计算和大数据时代的强大动能，稳定支持了国内外500多家燃气企业累计600多万台智能表计的高频采集、数据监控，并配合计费系统完成复杂的计费、远程阀控、设备远程运维等应用，大大推动了燃气物联网应用的发展。

● 2010年首版定位于工商户（非居民）表具高频采集，以插件方式，实现多表具类型的数据采集，完成了数据校验、数据聚合，并成功应用于新疆燃气、哈纳斯燃气等客户；

● 2012 年延展了it&ot一体化产品。实现了与第三方 scada 系统、gis系统、视频采集系统的整合。进一步加强工商户计量大数据应用，使采集的大量数据与工商户的能耗设备信息实现了关联；

● 2013年针对金卡第一代gprs物联网家用燃气表的问世，同期推出首款民用物联网自动抄表后台计费结算，互联网远程和充值阀控的一体化平台，并尝试云端部署saas服务，成功接入众多中小燃气客户。

● 2014年针对居民户数据采集，扩展了经由集中器、采集器的采集；基于 rf 移动设备的采集；实现了采集系统与第三方表具数据监控、与抄收业务的整合，成功应用重庆燃气等客户；

● 2016年nb-iot技术的不断成熟商用，伴随全球首个nb-iot燃气抄表项目深圳燃气的试点和商业，金卡智能iot采集平台也再次升级，全面支持云管端的新一代窄带物联网架构；

● 2018年不断扩展物联网接入方式和协议，提升云计算性能和安全能力，同时完成民用、工业二客户合一、普表、ic卡表和智能表的三表合一的复杂云服务集成应用；金卡公有云接入客户超过500家，公有云在线表计超过130万台。

金卡智能打造 “1 2 3 n ”iot数据采集平台应用架构

经过多年潜心打磨，金卡智能最新的iot平台，打造了“1 2 3 n” 的面向燃气公用事业的专业采集平台，让燃气智能设备连接无处不在、业务无处不畅行、应用无处不安全。

●1核心

核心的金卡iot采集平台，支持南向快速接入各类燃气智能设备，实现连接管理、设备管理、并结合燃气应用场景，通过设备规则定义、业务编排中心等强大工具，内嵌标准业务，可以直接满足智能设备的燃气业务联动。

● 2 侧翼

面对nb-iot 等复杂的云管端接入架构，系统向运营商等第三方iot平台和设备厂商的ami系统提供了辅助的金卡iot对接中间件，以接口和分发服务向第三方系统开放，适应灵活的商业生态环境。

同时提供了金卡数据中台，无论是设备数据还是业务数据，均可通过大数据引擎，实现高效的数据转换，通过流计算和聚合，完成存储和处理，既满足高并发数据的快速响应，又保障了数据资产的保护和加工发布。

● 3 标准

物联网与生俱来是一个生态应用，连接越多，数据越多才能发挥更大价值，引发更多创新。为推动行业物联网应用发展，先行者必须对纷杂的设备，对变换的业务进行规范和抽象。金卡公司凭借多年的行业经验和总结，推出了燃气物联网应用的3套行业标准库，包括表具设备对接标准、系统对接标准、以及燃气业务应用对接标准。有了这些标准，不同“语言”的设备可以快速接入，不同“需求”的燃气客户也可以轻松满足。

● n 应用

燃气企业采纳物联网智能设备最终还是为了业务应用，金卡公司面对燃气经营的痛点难点，顺势提供了各类丰富的应用场景，如燃气抄表计费、客户互联网 自助缴费服务、表具全生命周期管理和设备在线诊断、以及各类分析报表和数据呈现发布。考虑到中小燃气客户的需求，上述应用均支持云端部署，以saas形式开放给燃气用户。燃气客户可以以低成本快速获得大企业在拥有的信息化效果，加速数字化转型。

金卡智能iot数据采集平台独特价值

1、 基于先进的云计算分布式架构，支持公有云私有云灵活部署方案

● 采集平台采用分布式系统架构，引入最新的云计算平台技术，系统具有无限水平扩展能力，支持海量设备接入。

● 支持阿里、电信等主流公有云iaas的公有云部署，也支持客户本地化部署，并能做到无缝移植。可以在公有云建立双活数据中心实现异地灾备，也可以专线/vpn网络实现本地机房与云平台互联形成混合云实现异地灾备。

● 采用负载均衡和docker等分布式集群部署技术，消除单点故障，保证服务的高可用，可以根据业务变化弹性伸缩，在线不停机增加节点提升处理能力，满足业务快速增长的要求。

2、 强大燃气设备接入能力

金卡iot采集平台有强大燃气设备接入能力，支持多表具多协议、多通讯多通信接口、多种运营模式等。

● 多表具多协议支持：通过协议模板定义，快速适配厂家自有应用层协议，并制订标准应用层协议方便燃气公司统一协议管理。目前已整合集成60 远传协议，整合并兼容几十家厂商，覆盖民用与工商业，通讯采集频度含日、小时、分钟抄表方式。

● 多通讯模式网络支持：支持市场主流和前沿通讯方式，支持无线、lora、zigbee、gprs、nb-iot等；支持多种通信协议，http/restful、tcp、coap、mqtt等； 

● 多系统平台支持：推出标准化的、抽象化的系统间对接规范，方便集成其他厂家的远程抄表系统（ami），支持与华为oc、中兴claa等物联网平台（管道）、第三方iot第六平台对接功能。

●支持各类智能表具运营模式：支持预付费/后付费、中心计费/表端计费、集中器无线表/物联网表、上主动通讯/下主动通讯等多种运营模式。

3、 海量数据处理，有效负载高并发

随着物联网表具的增加，系统的负载压力变大，对吞吐量的要求要增加。金卡智能iot采集平台基于云计算分布式架构联合性能j9九游会网站的解决方案实现单台服务器处理能力跨越式提升。

● 采集平台由负载均衡服务、采集服务、消息队列服务、映射调度服务、应用服务、缓存服务、关系数据库、nosql数据库组成。服务模块完全解耦，各个模块都可以进行集群化部署，可支持大量设备接入，实现高并发、高吞吐量，规避单点故障，支持灰度发布。

● 数据库拆分，采用读写分离、垂直分区、水平分区等数据生命周期管理技术，按照数据的温度（使用频度）进行拆分，通过dal框架来屏蔽底层数据存储对应用逻辑的影响，使得底层数据的访问对应用透明化。

4、 灵活的业务开放能力，高整合集成能力

● 金卡智能iot平台通过丰富的业务api接口与cis系统、支付系统、移动外勤系统、gis系统、多媒体呼叫系统、短信微信等对接，实现开户建档、表具更换、充值缴费、计费核销、价格管理、气量信息发布等信息交互，具有快速实施能力

● iot采集平台通过rest风格的api接口提供全部平台功能，设计架构支持开放的应用整合。业务系统与采集平台可以通过程序耦合方式推送push和获取pull数据。也可以通过中间表方式进行数据耦合。

● 采集平台目前与新奥集团、港华集团、华润集团、天津燃气、合肥燃气等多家燃气后台业务系统实现了对接。

5、 配套的表具数据管理（mdm）

● 提供表具监控、报警监控、参数设置、远程阀控等基本功能

● 支持预付费/后付费，有卡充值/无卡充值，费控/量控，表端计费/后台计费等各种业务形态

● 支持gprs、nb、lorawan、dtu透传、采集器（rtu）、集中器（小无线或lora扩频）等所有远传组网方式

● 提供工商户高频表温度、压力、瞬时流量的实时监控

● 通过vee数据聚合技术，提供分钟、小时、日、月、年等不同时间粒度的用量分析服务

6、 大数据分析应用

● 通过流计算技术实现实时数据采集，数据聚合，汇总建模，指标计算，构建数据仓库

● 通过精细化管理指标体系，分析工商户、民用户用气和设备情况，提供表具规格异常、用气异常、表具通讯异常，通讯网络异常，电池异常、阀门异常等预警

7、 端到端安全架构体系，全方位的安全防护

2017年6月，国家出台了《中华人民共和国网络安全法》，明确强调了公用事业行业在互联网时代下应保障设备安全、接入安全、运行环境安全与应用安全。

金卡智能iot数据采集平台提供了e2e的安全设计，不仅在技术上保证设备、网络、平台等给予安全保障，还延伸至企业的制度、岗位机构及人员等风险管理，严格的安全测试、性能检测，真正达到工业级的安全防护。金卡智能iot公有云服务平台也是行业内首家通过安全等保三级的燃气物联服务平台。

目前金卡智能iot采集平台公有云服务已接入500 燃气公司，为广大的燃气物联网用户提供丰富的燃气核心抄表、计费、充值、调价、阀控和业务监控管理功能，在线物联网表具数量超过130万台，累计月度抄表频次1.4亿次，日增加记录300万条，月增加10g数据，月平均抄表率均超过98%，月均天然气消费超过8千万，月均缴费充值超过1.82亿。同时通过金卡易联云saas的智慧客服开展互联网 燃气创新增值服务的燃气企业也超过400家，成功引流c端燃气用户超过300万家庭进入线上营业厅，实现网络缴费、在线客服，增值商品销售等燃气智慧服务，互联网线上日缴费金额接近1000万元。

燃气物联网已经全面到来，并悄然改变着我们的生活。金卡iot采集平台，让燃气行业精彩物联。金卡让生活更美好。