在智慧水务建设过程中存在各级生产数据难以统一化、规范化接入，且接入成本较高等问题，上海研博数据基于全球领先的 MQTT 消息服务器 EMQX 研发了工业物联网统一接入系统，构建水务企业底层生产数据采集、汇聚与服务体系。该系统在青岛、南京、新余等城市智慧水务建设中得到广泛应用，能够有效解决数据上不来、数据没打通、数据难使用、安全隐患多等问题，实现数据协同、流通与共享，最大程度挖掘水务数据价值，为智慧水务建设夯实数据基础。
—— 上海研博数据信息技术有限公司 总经理
企业简介
上海研博数据信息技术有限公司（以下简称：上海研博）是一家工业数据采集互联基础设施应用软件产品供应商，业务覆盖智慧园区、智慧水利、智慧水务等多个行业。以“人工智能+工业物联网”技术为基础，上海研博持续为海量工业数据采集、汇聚、分析提供更安全、 更实时、更可靠的解决方案，强化企业数据洞察与分析能力，实现智能化管理和控制。
项目背景
智慧水务是指通过信息化、物联网、大数据技术等手段，对水资源的监测、调度、管理和利用进行智能化、自动化升级的一种水务管理模式。智慧水务建设不仅可以提高水资源的利用效率、保障水质安全，同时对水务行业转型升级和新质生产力的发展具有重要意义。
目前，我国智慧水务建设存在设备维护及管理困难、数据孤岛影响运营效率、数据安全缺乏有效保障、水务信息监测数据冗杂等问题。为了更好地推动城市智慧水务建设，上海研博期望构建一套工业物联网统一接入系统，能够通过实时监测、数据分析、智能控制等方法，实现对水务系统的智能化管理和数字化运营。
项目挑战
由于水务系统信息化建设滞后，缺乏统一管理，数据孤岛问题严重，再加上海量异构数据质量不一，信息整合非常困难，这对上海研博工业物联网统一接入系统的建设提出了更高的要求。
多种异构协议，统一接入
厂站中物联感知设备类型多，数据传输标准不统一，工业物联网统一接入系统能够支持的协议种类是其数据采集和处理的基础。系统必须具备对多种异构协议进行解析的能力，将设备采集到的数据格式进行统一处理，并统一传输到厂站平台中。
海量工业设备，弹性扩展
厂站中各类物联网感知设备整体数量庞大，生产数据分散且存在数据壁垒，工业物联网统一接入系统需要支持海量设备连接、分布式集群部署和自定义水平扩展，能够提供对接第三方数据平台能力，从而为智慧水务建设提供高可用的数据传输保障。
实时数据集成，连接可靠
厂站数据缺乏实时监管，系统建设标准未统一，不同的厂站总线技术相互之间不能兼容，存在接入能力限制、数据汇聚困难等问题，如何搭建稳定、高效和可靠的数据传输网络是工业物联网统一接入系统建设的关键。
云边协同管理，安全运行
结合物联网、大数据、人工智能等技术，厂站工业自动化控制系统从封闭独立逐渐走向互联互通，IT 与 OT 的深度融合让各类网络、数据和应用面临的安全挑战愈加严峻。工业物联网统一接入系统需要具备边缘侧数据采集和处理的能力，降低厂站设备的运维成本和数据安全风险。
解决方案
基于 EMQ 端边云一体化的 MQTT 物联网平台，上海研博将异构协议解析、 海量设备接入、灵活数据服务、丰富数据报表、安全传输通道、统一设备管理等功能融入工业物联网统一接入系统，使物联感知设备与应用系统高度解耦，能够精准挖掘水资源大数据，实现城市各项水务工作的协同化管理。
边缘统一采集，规范处理上报
在水务厂站内网中部署工业边缘网关软件 NeuronEX ，凭借其实时数据处理、灵活事件触发、丰富内置函数、流式计算分析等能力，工业物联网统一接入系统可以将采集上来的数据，按照水务运营部门的需求对进行源格式的统一。通过 MQTT 协议将标准化的厂站数据报文实时发送到生产网 EMQX Platform 的 MQTT 集群中，并通过 EMQX 与办公网实时桥接，最终为水务大数据平台的分析提供支撑，实现基于数据的智能决策。
在表计数据采集中，市级水务系统表计及其他类型设备大约在几十万台左右，针对抄表平台重复建设和数据壁垒问题，工业物联网统一接入系统通过 EMQX Platform 部署多节点集群，支持 MQTT、OPC UA、CoAP/LwM2M、WebSocket 等多种协议扩展，满足城市水务系统高可用、高可靠、高并发的数据传输需求，百万并发设备一站式连接。
灵活数据处理，安全数据对接
通过对水务厂站与水表数据的实时采集和上报，将设备数据汇聚到集团 EMQX Platform 集群中。在数据对接北向大数据平台前，可以基于 EMQX 内置的高性能实时规则引擎，按需求对原始数据进行清洗与整理，规范数据并构建统一的数据模型，处理后的数据一方面对接大数据平台的大数据服务，另一方面存储到本地的时序数据库中，实现了对数据的实时分流，便于为不同类型设备配置属性、方法和事件，实现设备的全生命周期管理。
在 EMQX Platform 的支持下，研博工业物联网统一接入系统还可以对水务设备的运行数据、状态变化、数据存储、流量使用情况等进行实时监控和预警，引入身份认证和授权的概念，用数字签名和加密传输敏感信息的方式来识别和控制应用程序的数据访问行为。通过丰富的数据诊断指标和动态预警基线，帮助水务系统全方位、多角度实现智慧化的安全运维。
项目成果
在 EMQX 基础上构建的工业物联网统一接入系统，以弹性伸缩、安全可靠的方式连接数十万城市水务物联网设备。在边缘侧，系统对接水务设备各类工控协议，进行边缘数据处理并实时上报数据中心；在平台侧，系统统一接入水务厂站多种物联网设备，同时提供对接第三方数据平台的扩展能力，汇聚海量生产数据，高可靠、低时延的为大数据平台提供高质量的数据。
结合上海研博在数据可视化方面的多年积累，工业物联网统一接入系统实现了对城市水务系统各个网点和厂站的实时数据采集、分区数据监测、可视化数据展示和统一数据管理，为水务运营业务的精细化与智能化提供技术支持。
结语
EMQ 与上海研博共建工业物联网统一接入系统，为水务行业注入数据智慧。面对水务设备数据冗杂、质量低、管理乱、协议多等问题，EMQ 携手上海研博因地制宜的改造和升级数据采集架构，帮助水务行业打通数据壁垒，充分发挥生产数据的价值，逐步形成了智慧水务建设成熟有效的数据采集方案，让设备数据互联互通，让城市水务安全智能。