气体苯系物探测的数据可视化方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及数据采集处理的技术领域，具体涉及一种气体苯系物探测的数据可视化方法及系统，利用传感探测器感知探测到气体苯系物监测数据后，通过串口服务器上传到数据中心的分布式存储系统；用户终端发送查询请求，云计算服务器调用计算模型，通过可视化工具D3.js可视化展现数据。本发明专利技术利用传感探测技术实现数据的实时传输、存储和分析，充分利用当前云计算技术和资源共享机制，利用云计算资源共享和分布式存储技术，充分发挥信息新技术优势，为政府和组织进行决策分析、预测控制、应急管理服务，提供了直观、易懂的可视化实时数据支撑；因此，本发明专利技术提出一种气体苯系物探测数据在云端共享，以直观、易懂的可视化方式展现数据的方法。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及数据采集处理的
，具体涉及一种气体苯系物探测的数据可视化方法及系统。

技术介绍

含苯环化合物可能存在于人们的工作、生活环境，对人体的血液、神经、生殖系统具有较强危害。通过物理、化学的方法能够检测出苯系物含量及对人的危害程度。通过传感器和网络技术可以探测空气中苯系物的含量，由计算机数据分析系统进行可视化的展现。
目前，苯系物数据检测的方法包括实验室化学成分分解、溶剂化验、光学分析等，也有通过传感器采集气体苯系物数据的方法，并通过网络传输到计算机系统进行分析、报警和控制等。但是，对于多数非专业人士来说，要能轻松读懂气体苯系物的类型、参数和危害并不是容易的事情，还没有一种直观、易于理解的可视化方法展现检测到的气体苯系物的数据。
现有数据采集方法虽然能够检测出苯系物的含量数据，实验室仪器的化学成分分析、物理分析方法存在三方面的问题：1、不能及时采集苯系物是否存在及存在的含量，并实时分析出来对生产生活的危害程度，特别是对公共安全、应急处理等场景至关重要；2、实验室仪器分析的结果数据，只能直观显示数据及参数指标，不能够很好地存储并进一步分析，尤其是还不能更好地进行分析预测，进行有效的预防和控制的决策建议；3、实验室分析的结果受限制于仪器安装和应用的软件功能局限性，只能供专业人员操作和观察结果，不能直观地展现。
现有传感探测技术虽然能进行网络数据采集和用户终端展现，但是这些技术存在3方面问题：1、现有气体苯系物传感探测数据的存储方式，只是局限于网络传输和远程存储，还没有形成分布式的存储和备份，这些情况不利于当前云端计算资源共享和实时响应的要求；2、现有传感探测的气体苯系物实时分析和多用途方面存在局限，不能够通过云端数据共享为多应用提供数据支撑，特别对于公共安全的信息发布和应急处理提供实时、共享数据支撑；3、现有气体传感探测数据发布和展现方面存在局限，不能方便高效地以直观、易懂的方式可视化展现。

技术实现思路

为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种气体苯系物探测的数据可视化方法，利用传感探测技术实现数据的实时传输、存储和分析，利用云计算资源共享和分布式存储技术，充分发挥信息新技术优势，提高了气体苯系物探测数据直观、易懂的可视化展现。
为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种气体苯系物探测的数据可视化方法，其步骤如下：
步骤一：利用传感探测器感知探测所在区域的气体苯系物数据；
步骤二：将多个传感探测器监测的气体苯系物数据通过串口服务器实时的上传至数据中心；
步骤三；数据中心利用分布式大数据数据预处理技术SparkStreaming将采集的气体苯系物数据收集到数据集RDD；
步骤四：数据集RDD利用分布式文件系统HDFS将数据分片的发送至分布式存储系统；
步骤五：分布式存储系统利用数据仓库技术将数据集RDD的分类存储到HBase数据仓库；
步骤六：利用部署在云端的计算模块为用户提供访问气体苯系物数据抽取的入口及数据统计分析汇总、数据挖掘的模型；
步骤七：对HBase数据仓库中的数据利用SparkStreaming进行实时流式数据分析和SparkMLlib历史数据挖掘；
步骤八：使用可视化工具D3.js技术以直观、易懂的方式展现气体苯系物数据及变化情况实现抽取数据的可视化展现，用户终端通过Web浏览器访问可视化展现的数据。
所述数据中心为数据采集服务器，数据采集服务器采用分布式网络编程技术Socket采集串口服务器的数据。
一种气体苯系物探测的数据可视化系统，包括传感探测器模块、串口服务器、数据采集服务器、分布式存储系统、云计算服务器、数据计算服务器、Web服务器和用户终端，传感探测器模块与串口服务器相连接，串口服务器与数据采集服务器相连接，数据采集服务器与分布式存储系统相连接，分布式存储系统与云计算服务器相连接，云计算服务器与数据计算服务器相连接，数据计算服务器与Web服务器相连接，Web服务器与用户终端相连接；所述数据采集服务器上设有数据采集模块和数据预处理模块，数据计算服务器上设有大数据分析模块，Web服务器上设有数据可视化模块。
所述数据采集服务器采用Socket多线程方式读取串口服务器经RS485协议获取的传感探测器模块感知的数据，并经串口服务器的RJ45端口传输到数据采集服务器。
所述传感探测器模块包括若干个传感探测器，串口服务器部署在任意气体苯系物的传感探测器接入的位置，多个串口服务器经由以太网连接，级联层次连接至数据采集服务器，分布式存储系统实现将数据存储到多个节点。
所述数据采集服务器中的数据预处理模块将处理后的数据发送至分布式存储系统，分布式存储系统将接收的数据进行分片后发送给分布式存储系统的节点，通过分布式存储系统的数据集群进行多个数据备份，经由Web服务器接入的用户终端实现数据的共享。
所述数据计算服务器对数据采集服务器格式化后的数据建立数据统计分析汇总和数据挖掘的数据模型。
所述数据模型包括数据获得时间、传感探测器模块所在的物理位置和逻辑标记、数据采集经由的路径、采集数据的应用程序所在位置和标识、数据存储的物理位置和逻辑位置标识、采集数据的用户标识以及传感探测器模块本身感知的苯系物参数，数据以树形的层次结构以文本方式存储到分布式存储系统中。
所述数据可视化模块将气体苯系物监测数据建成可视化模型，可视化模型包括气体苯系物监测参数的实时状态和数据变化情况折线、多种气体苯系物影响环境或者危害程度大小的泡泡图、气体苯系物在监测数据中的比例或比率的饼状图或立方图、气体苯系物的综合监测评估数据的关系网状图、某段时间或区域内影响或危害程度的热点地图。
本专利技术的有益效果：利用传感探测技术实现数据的实时传输、存储和分析，克服了实验室仪器使用化学、物理方法采集气体苯系物数据的局限性问题，充分利用当前云计算技术和资源共享机制，为政府和组织进行决策分析、预测控制、应急管理服务提供了直观、易懂的可视化实时数据支撑；利用云计算资源共享和分布式存储技术，克服了现有传感探测技术采集到的气体苯系物数据单一、使用和易懂性不足等问题，充分发挥信息新技术优势，将气体苯系物数据备份到云端实现共享，为政府组织和研究者使用，进行决策分析、控制预测进行公共安全、应急处理服务和研究提供直观、易懂的可视化数据支撑；因此，本专利技术提出一种气体苯系物探测数据在云端共享，并以直观、易懂的可视化方式展现数据的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本专利技术的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
一种气体苯系物探测的数据可视化方法，其步骤如下：
步骤一：利用传感探测器感知探本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体苯系物探测的数据可视化方法，其特征在于，其步骤如下：步骤一：利用传感探测器感知探测所在区域的气体苯系物数据；步骤二：将多个传感探测器监测的气体苯系物数据通过串口服务器实时的上传至数据中心；步骤三；数据中心利用分布式大数据数据预处理技术Spark Streaming将采集的气体苯系物数据收集到数据集RDD；步骤四：数据集RDD利用分布式文件系统HDFS将数据分片的发送至分布式存储系统；步骤五：分布式存储系统利用数据仓库技术将数据集RDD的分类存储到HBase数据仓库；步骤六：利用部署在云计算服务器为用户提供访问气体苯系物数据抽取的入口及数据统计分析汇总、数据挖掘的模型；步骤七：对HBase数据仓库中的数据利用Spark Streaming进行实时流式数据分析和Spark MLlib历史数据挖掘；步骤八：使用可视化工具D3.js技术以直观、易懂的方式展现气体苯系物数据及变化情况实现抽取数据的可视化展现，用户终端通过Web浏览器访问可视化展现的数据。

【技术特征摘要】
1.一种气体苯系物探测的数据可视化方法，其特征在于，其步骤如下：
步骤一：利用传感探测器感知探测所在区域的气体苯系物数据；
步骤二：将多个传感探测器监测的气体苯系物数据通过串口服务器实时的上传至数据中心；
步骤三；数据中心利用分布式大数据数据预处理技术SparkStreaming将采集的气体苯系物数据收集到数据集RDD；
步骤四：数据集RDD利用分布式文件系统HDFS将数据分片的发送至分布式存储系统；
步骤五：分布式存储系统利用数据仓库技术将数据集RDD的分类存储到HBase数据仓库；
步骤六：利用部署在云计算服务器为用户提供访问气体苯系物数据抽取的入口及数据统计分析汇总、数据挖掘的模型；
步骤七：对HBase数据仓库中的数据利用SparkStreaming进行实时流式数据分析和SparkMLlib历史数据挖掘；
步骤八：使用可视化工具D3.js技术以直观、易懂的方式展现气体苯系物数据及变化情况实现抽取数据的可视化展现，用户终端通过Web浏览器访问可视化展现的数据。
2.根据权利要求1所述的气体苯系物探测的数据可视化方法，其特征在于，所述数据中心为数据采集服务器，数据采集服务器采用分布式网络编程技术Socket采集串口服务器的数据。
3.一种气体苯系物探测的数据可视化系统，其特征在于，包括传感探测器模块（1）、串口服务器（2）、数据采集服务器（3）、分布式存储系统（4）、云计算服务器（5）、数据计算服务器（6）、Web服务器（7）和用户终端（8），传感探测器模块（1）与串口服务器（2）相连接，串口服务器（2）与数据采集服务器（3）相连接，数据采集服务器（3）与分布式存储系统（4）相连接，分布式存储系统（4）与云计算服务器（5）相连接，云计算服务器（5）与数据计算服务器（6）相连接，数据计算服务器（6）与Web服务器（7）相连接，Web服务器（7）与用户终端（8）相连接；所述数据采集服务器（3）上设有数据采集模块和数据预处理模块，数据计算服务器（6）上设有大数据分析模块，Web服务器（7）上设有数据可视化模块。
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵妍，苏玉召，
申请(专利权)人：郑州航空工业管理学院，
类型：发明
国别省市：河南;41