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基于物联网的污染源无线监控应用方案分析

环境监测部门作为环境保护系统的技术部门,是环境管理工作的重要基础。随着市民环境意识的增强,越来越多的人开始关心所处环境质量的好坏,要求环境保护工作透明化;上级主管部门也需要数量大、种类多、更新快的信息。所有这一切,给环境监测部门提出了一个引起重视的问题...
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  一、概述

  环境监测部门作为环境保护系统的技术部门,是环境管理工作的重要基础。随着市民环境意识的增强,越来越多的人开始关心所处环境质量的好坏,要求环境保护工作透明化;上级主管部门也需要数量大、种类多、更新快的信息。所有这一切,给环境监测部门提出了一个引起重视的问题:如何建立起实用性强、覆盖面广、灵活性好的环保数据采集系统,满足各方面对环境监测信息的需求。 GPRS/CDMA/EDGE无线网络的快速发展为环境监测提供了很好的解决方案。

  二、系统组成

  在环保系统中,常常需要对众多的污染排放点进行实时监测,大部分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散,分布范围广,而且大多设置在环境较恶劣的地区,通过电话线传送数据往往事倍功半,通过GPRS/CDMA /EDGE无线网络进行数据传输,成为环保部门选择的通信手段之一。污染源监测设备可将采集到的污染数据和告警信息通过GPRS/CDMA/EDGE无线网络同时发送到多个环保监测部门,实现对排污单位或个人的及时管理,可以大大提高环保部门的工作效率。

  无线网络环境保护监控系统主要由三大部分组成:环保监控终端系统、无线数据传输网络平台、环保监控管理中心系统。

  监控终端系统:由各种水质污染监测仪、大气污染监测仪、噪声污染监测仪及无线传输终端设备等组成。

  无线数据传输网络平台:无线公网,如GPRS、CDMA1X或者EDGE网络平台。

  环保监控管理中心系统:网络通讯服务器、实时数据库服务器及用户控制操作界面等。

  2.1监控终端

  监控仪器通过RS232/RS485直接与无线终端设备连接,并由其建立无线数据连接。原则上,所有提供RS232/485接口的环境监测设备,如污水流量计、COD(含氧量)/BOD(生物耗氧量)测量仪等均能够用于该系统方案。

  2.2数据中心接入方式

  2.2.1专线接入

  2.2.2ADSL拨号连接(动态公网IP地址)

  2.2.3通过固定公网IP连接

  2.3数据传输模式

  2.3.1永远在线模式

  2.3.2定时传输模式

  2.3.3中心呼叫模式(轮巡方式)

  2.3.4数据触发模式

  2.4通信模块(H7710GPRS/CDMADTU)

  主要功能:支持ppp协议、TCP/IP协议、UDP/IP协议[nextpage]

  透明数据传输与协议转换

  支持虚拟数据专用网

  SIM卡特殊功能配置

  短消息数据备用通道(选项)

  通过Xmodem协议进行软件升级

  支持空中软件升级和远程维护(选项)

  自动检测网络连接状况

  断线自动连接、设备自诊断、自恢复

  抗干扰设计,适合电磁环境恶劣的应用需求

  防潮设计,适合室外应用

  2.5监控中心MC系统软件

  监控中心服务器申请配置Internet上固定的IP地址,或申请配置专线,通过光纤、 DDN等数据专线直接和移动中心机房的GPRS网络连接。监控中心服务器上安装相关监控系统软件。监控系统软件包括通信服务器、监控中心服务器、数据库服务器、WEB服务器四个部分。

  通信服务器负责实现行业数据通信协议、数据代理转发、通信设备状态监控等功能;

  监控中心服务器实现数据分析、存储、反控等功能;

  数据库服务器进行数据存储、备份;

  WEB服务器实现实时监控、数据管理、业务管理等功能。

  具体实现时,通信服务器、监控中心服务器、数据库服务器、WEB服务器可以安装在一台服务器中,也可以安装在不同服务器中。

  2.5.1监控中心MC的TCP/UDP通讯功能

  2.5.2MC转发本地串口通迅功能(支持实际串口和虚拟串口)

  三、总结

  人类的许多活动都向大气、水体、土壤等自然和人工环境排放有害物质,造成环境污染;自然界的一些变化也影响环境的质量,建立完整的环境监测系统是非常必要的。环保监测就是按照关于污染防治和保护环境质量的各种环境标准,对污染源排放情况和环境状况进行定性、定量的测试,并为科研、决策、立法、处理污染事故和环境监督管理提供依据。

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