基于物聯(lián)網(wǎng)的污染源無線監(jiān)控應(yīng)用方案

一、概述

環(huán)境監(jiān)測部門作為環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)部門，是環(huán)境管理工作的重要基礎(chǔ)。隨著市民環(huán)境意識的增強(qiáng)，越來越多的人開始關(guān)心所處環(huán)境質(zhì)量的好壞，要求環(huán)境保護(hù)工作透明化；上級主管部門也需要數(shù)量大、種類多、更新快的信息。所有這一切，給環(huán)境監(jiān)測部門提出了一個(gè)引起重視的問題：如何建立起實(shí)用性強(qiáng)、覆蓋面廣、靈活性好的環(huán)保數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，滿足各方面對環(huán)境監(jiān)測信息的需求。GPRS/CDMA/EDGE無線網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展為環(huán)境監(jiān)測提供了很好的解決方案。

二、系統(tǒng)組成

在環(huán)保系統(tǒng)中，常常需要對眾多的污染排放點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，大部分監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)發(fā)送到管理中心的后端服務(wù)器進(jìn)行處理。由于監(jiān)測點(diǎn)分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)，通過電話線傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半，通過GPRS/CDMA/EDGE無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，成為環(huán)保部門選擇的通信手段之一。污染源監(jiān)測設(shè)備可將采集到的污染數(shù)據(jù)和告警信息通過GPRS/CDMA/EDGE無線網(wǎng)絡(luò)同時(shí)發(fā)送到多個(gè)環(huán)保監(jiān)測部門，實(shí)現(xiàn)對排污單位或個(gè)人的及時(shí)管理，可以大大提高環(huán)保部門的工作效率。

無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)主要由三大部分組成：環(huán)保監(jiān)控終端系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺、環(huán)保監(jiān)控管理中心系統(tǒng)。

監(jiān)控終端系統(tǒng)：由各種水質(zhì)污染監(jiān)測儀、大氣污染監(jiān)測儀、噪聲污染監(jiān)測儀及無線傳輸終端設(shè)備等組成。

無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺：無線公網(wǎng)，如GPRS、CDMA1X或者EDGE網(wǎng)絡(luò)平臺。

環(huán)保監(jiān)控管理中心系統(tǒng)： 網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)器、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及用戶控制操作界面等。

2.1 監(jiān)控終端

監(jiān)控儀器通過RS232/RS485直接與無線終端設(shè)備連接，并由其建立無線數(shù)據(jù)連接。原則上，所有提供RS232/485接口的環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，如污水流量計(jì)、COD（含氧量）/BOD（生物耗氧量）測量儀等均能夠用于該系統(tǒng)方案。

2.2 數(shù)據(jù)中心接入方式

2.2.1 專線接入



2.2.2 ADSL撥號連接（動(dòng)態(tài)公網(wǎng)IP地址）



2.2.3 通過固定公網(wǎng)IP連接



2.3 數(shù)據(jù)傳輸模式

2.3.1 永遠(yuǎn)在線模式

2.3.2 定時(shí)傳輸模式

2.3.3 中心呼叫模式（輪巡方式）

2.3.4 數(shù)據(jù)觸發(fā)模式

2.4 通信模塊(H7710 GPRS/CDMA DTU）

主要功能：支持PPP協(xié)議、TCP/IP協(xié)議、UDP/IP協(xié)議

透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換

支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)

SIM卡特殊功能配置

短消息數(shù)據(jù)備用通道(選項(xiàng))

通過Xmodem協(xié)議進(jìn)行軟件升級

支持空中軟件升級和遠(yuǎn)程維護(hù)(選項(xiàng))

自動(dòng)檢測網(wǎng)絡(luò)連接狀況

斷線自動(dòng)連接、設(shè)備自診斷、自恢復(fù)

抗干擾設(shè)計(jì)，適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用需求

防潮設(shè)計(jì)，適合室外應(yīng)用

2.5 監(jiān)控中心MC系統(tǒng)軟件

監(jiān)控中心服務(wù)器申請配置Internet上固定的IP地址，或申請配置專線，通過光纖、DDN 等數(shù)據(jù)專線直接和移動(dòng)中心機(jī)房的GPRS 網(wǎng)絡(luò)連接。監(jiān)控中心服務(wù)器上安裝相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)軟件。監(jiān)控系統(tǒng)軟件包括通信服務(wù)器、監(jiān)控中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB服務(wù)器四個(gè)部分。

通信服務(wù)器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議、數(shù)據(jù)代理轉(zhuǎn)發(fā)、通信設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等功能；

監(jiān)控中心服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、存儲、反控等功能；

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、備份；

WEB服務(wù)器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、業(yè)務(wù)管理等功能。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，通信服務(wù)器、監(jiān)控中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB 服務(wù)器可以安裝在一臺服務(wù)器中，也可以安裝在不同服務(wù)器中。

2.5.1 監(jiān)控中心MC的TCP/UDP通訊功能

2.5.2 ＭＣ轉(zhuǎn)發(fā)本地串口通迅功能（支持實(shí)際串口和虛擬串口）

三、 總結(jié)

人類的許多活動(dòng)都向大氣、水體、土壤等自然和人工環(huán)境排放有害物質(zhì)，造成環(huán)境污染；自然界的一些變化也影響環(huán)境的質(zhì)量，建立完整的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是非常必要的。環(huán)保監(jiān)測就是按照關(guān)于污染防治和保護(hù)環(huán)境質(zhì)量的各種環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，對污染源排放情況和環(huán)境狀況進(jìn)行定性、定量的測試，并為科研、決策、立法、處理污染事故和環(huán)境監(jiān)督管理提供依據(jù)。