工业厂房的加工工艺和物料使用过程通常伴随着粉尘的产生,这些粉尘危害着有尘作业工人的身体健康,而时有发生的恶性粉尘爆炸事故更是威胁着人民群众的生命财产安全,也极易造成突发性的环境污染。目前厂房装备的各种干式、湿式除尘设备单独运行,需要人工值守,存在效率低、时效性差、无法统一监控管理的问题;另一方面,安监部门无法进行实时巡查、全面监管,安全事故发生后难以第一时间反应、及时处理。同时,针对厂房作业过程产生的大量传感数据,通过使用数据分析和可视化技术加以处理展现,无疑会有利于涉尘企业的风险管理和决策规划。本文设计实现了一个以设备联网为基础的新型工业除尘防爆系统。该系统针对厂房生产环境,首先设计合理的方案对厂房生产环境中易燃易爆的物质和除尘设备的工作参数进行采集,然后完整实现了厂房管理系统方便生产企业管理和安监部门巡查,同时针对各厂房的海量历史传感数据进行挖掘分析,用来建立厂房工作参数的预测模型和生成厂房工况的评价指标,还提供了对厂房传感数据指标即席查询和可视化的功能。该系统以当前涉尘生产过程中存在的问题为突破口,将物联网技术与防爆除尘设备优势有效整合,打造有效解决“涉尘”从监测到除尘控制的一体化方案。系统的设计实现采用了分割、分层的架构模型。按照业务类型,对除尘防爆系统进行纵向分割,将原来交错复杂的业务逻辑划分为三个较为独立的子系统,包括传感数据采集子系统、除尘防爆管理子系统和数据分析子系统,各个子系统分别开发部署,子系统间通过异步数据总线和远程调用进行通讯。传感数据采集子系统使用了自研开发板,采用自定义网络协议传输数据,服务器端使用Netty+ZooKeeper集群结构和众多开发板进行网络通信;除尘防爆管理子系统包括移动端应用程序和桌面Web页面,能够根据地域、角色权限对系统中的各项目、设备进行查看和管理。针对采集到的厂房传感数据,数据分析子系统基于时间序列分析相关理论,实现了厂房实时异常检测、趋势分析预测、故障相似匹配等功能,使用了时序数据库InfluxDB,结合Grafana组件对厂房生产数据及其分析指标进行了可视化,使用Flink集群进行流计算和批量计算。江苏省和重庆市多家金属加工、木制加工和建材厂商已经接入该系统,系统稳定运行一年多,实现了对厂房中粉尘和各种危化品的自动监测和控制,改变了以往检测监管的工作方式,受到企业和监管部门的好评。