GPRS DTU在污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、GPRS DTU在污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用簡介隨著工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展, 人類的生存環(huán)境正遭受前所未有的挑戰(zhàn), 我們生產(chǎn) 時向空氣中排放的氣態(tài)污染物如硫氧化物、 氮氧化物都使得我們呼吸的空氣日趨 污濁; 工業(yè)污水的大量任意排放, 水資源受到嚴(yán)重的污染; 城市噪音污染日益嚴(yán) 重等對人類健康和生態(tài)環(huán)境都帶來了極大的危害。 “保護(hù)環(huán)境,凈化地球”成了 一件亟待解決的頭等大事,是關(guān)系到子孫后代刻不容緩的大事。人類需要發(fā)展, 但是發(fā)展的前提是不損傷我們賴以生存的環(huán)境。 因此如何保護(hù)我們賴以生存的環(huán) 境是人類必須關(guān)注的首要大事。需求分析為了保護(hù)環(huán)境, 建設(shè)綠色家園, 建立完整的污染源監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)勢在必行

2、。 近年來, 我國的環(huán)境保護(hù)工作取得重要進(jìn)展, 但是環(huán)境形勢依然嚴(yán)峻, 我國的污 染源監(jiān)控信息化建設(shè)不僅起點低, 覆蓋面小, 而且整體水平不高。 已安裝的污染 源自動監(jiān)控設(shè)備與環(huán)保部門的聯(lián)網(wǎng)率不高, 地方環(huán)保部門無法看到污染源自動監(jiān) 控設(shè)備采集的數(shù)據(jù), 國家環(huán)保部等上級環(huán)保部門無法看到下級環(huán)保部門對已監(jiān)控 企業(yè)污染物排放的情況。以在線自動分析儀器為核心,以移動通訊為傳輸媒介, 運用現(xiàn)代傳感技術(shù)、 自動測量技術(shù)、 自動控制技術(shù)、 信息技術(shù)以及相關(guān)的監(jiān)控分 析軟件和通迅網(wǎng)絡(luò)所組成的一個綜合性的在線自動監(jiān)測系統(tǒng)是建立環(huán)境監(jiān)測系 統(tǒng)的重要發(fā)展方向。方案設(shè)計1.方案設(shè)計簡介污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)是環(huán)保監(jiān)測與

3、環(huán)境預(yù)警的信息平臺。系統(tǒng)采用先進(jìn)的 無線網(wǎng)絡(luò),涵蓋水質(zhì)監(jiān)測、煙氣自動監(jiān)測、空氣質(zhì)量監(jiān)測、環(huán)境噪聲監(jiān)測以及視 頻監(jiān)測等多種環(huán)境在線監(jiān)測應(yīng)用 ; 系統(tǒng)以污染源在線監(jiān)測為基礎(chǔ),充分貫徹總量 管理、 總量控制的原則, 包含了環(huán)境監(jiān)理信息系統(tǒng)的許多重要功能, 充分滿足各 級環(huán)保部門環(huán)境信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)要求, 支持各級環(huán)保部門的環(huán)境監(jiān)理與環(huán)境監(jiān)測 工作,滿足不同層級用戶的管理需求。整個系統(tǒng)充分體現(xiàn)總量控制的原則,為管理提供依據(jù),為決策提供支持, 各種的統(tǒng)計分析報表和圖表上都能分類匯總得到每種污染物的排放量, 根據(jù)污染 物的核定排污總量可以直觀的對比分析, 跟蹤每種污染物的排放總量的發(fā)展變化 趨勢曲線, 得出

4、是否超過核定值的結(jié)論, 同時結(jié)合目前企業(yè)的狀況以及歷史同期 數(shù)據(jù)的比對分析, 對于排放總量趨勢發(fā)展將要超過核定值的狀況給予預(yù)警, 充分 體現(xiàn)管理企業(yè), 為企業(yè)服務(wù)的宗旨。 匯總統(tǒng)計區(qū)域內(nèi)所有污染物排放總量, 掌握 和量化污染物的排放趨勢, 為區(qū)域內(nèi)控制污染物排放總量提供技術(shù)支持, 為環(huán)保 部門現(xiàn)場執(zhí)法和排污收費提供依據(jù)。2污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo) 基于污染源在線自動監(jiān)控 (監(jiān)測 系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn) , 實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)測站與環(huán)保 局中心站的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸; 環(huán)保局中心站在線動態(tài)增加現(xiàn)場監(jiān)測站的能力; 現(xiàn)場監(jiān)測站的歷史數(shù)據(jù)存儲與上傳能力 環(huán)保局中心站的歷史數(shù)據(jù)召喚與解 析、 插入存儲能力。 此兩種能

5、力解決了現(xiàn)場斷線后, 環(huán)保局中心站的數(shù)據(jù)完整性 問題; 環(huán)保局中心站對數(shù)據(jù)存儲的長時間、高精度 (ms級 、多點并發(fā)及壓縮能力等 功能要求; 環(huán)保局中心站的 B /S 體系結(jié)構(gòu),降低客戶端軟件安裝配置的復(fù)雜度。 系統(tǒng)拓?fù)鋱D污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)從底層向上可分為污染源現(xiàn)場監(jiān)測站、 傳輸網(wǎng)絡(luò)和環(huán)保 局中心站 3 個層次(如下圖所示。1 現(xiàn)場監(jiān)測站位于各個污染源現(xiàn)場監(jiān)測點,又可分為現(xiàn)場儀表、現(xiàn)場通信網(wǎng) 絡(luò)、數(shù)據(jù)采集傳輸服務(wù)器、無線傳輸終端等組成,主要完成數(shù)據(jù)的采集和處理、 GPRS 終端組網(wǎng),完成數(shù)據(jù)采集、分析、 GPRS 網(wǎng)絡(luò)接入、無線透明傳輸鏈路建 立等工作。2 傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將污染源現(xiàn)場監(jiān)測站的

6、數(shù)據(jù)傳輸?shù)江h(huán)保局中心站, 屬于傳輸介 質(zhì);3 環(huán)保局中心站它通過網(wǎng)絡(luò)傳輸層和現(xiàn)場層相互通訊,交換數(shù)據(jù)、指令下達(dá), 以實現(xiàn)對現(xiàn)場層的集中遠(yuǎn)程監(jiān)控, 并且可以通過其軟件接口與視頻系統(tǒng)、 GIS 系 統(tǒng)進(jìn)行無縫結(jié)合。4 現(xiàn)場監(jiān)測站現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將儀表采集到的數(shù)據(jù)匯總到數(shù)據(jù)采集傳輸服務(wù)器。標(biāo)準(zhǔn) RS232/485 電氣接口,支持 Modbus 通信協(xié)議及非標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的開發(fā)。數(shù) 據(jù)采集傳輸服務(wù)器負(fù)責(zé)對實時數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析、存儲 并負(fù)責(zé)與傳輸模塊 CM3160P 通訊。傳輸模塊 CM3160P 實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器與環(huán)保局中心站的無線組網(wǎng),從 而實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器與環(huán)保局中心站之間的數(shù)據(jù)交互。傳輸終端

7、還提供主備數(shù)據(jù)中心和多數(shù)據(jù)中心鏈接方式和多種激活方式、支 持 APN 組網(wǎng)等功能,是可以做到數(shù)據(jù)安全可靠的傳輸,同時也是整個系統(tǒng)的關(guān) 鍵部分。5 環(huán)保局中心站 5.1環(huán)保中心實時數(shù)據(jù)庫 環(huán)保中心實時數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)匯集來自各現(xiàn)場監(jiān)測站的實時數(shù)據(jù),為客戶端提 供實時、可靠、安全的數(shù)據(jù),并且給中心的關(guān)系數(shù)據(jù)庫提供有效的數(shù)據(jù)。實時數(shù) 據(jù)庫是一個高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性強(qiáng)、跨網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開放式實時 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng), 產(chǎn)品為完全的分布式結(jié)構(gòu), 可任意組建應(yīng)用模式; 支持 C/S和 B/S應(yīng)用; 它可以提供豐富的企業(yè)級信息系統(tǒng)客戶端應(yīng)用和工具; 大容量支持企業(yè)級 應(yīng)用, 內(nèi)部實現(xiàn)高數(shù)據(jù)壓縮率, 可實現(xiàn)歷史數(shù)

8、據(jù)的海量存儲, 靈活的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)可 滿足各種需求,具備廣泛的安全性和可跟蹤性。環(huán)保局中心站由實時數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、 Web 服務(wù)器和實現(xiàn)各種查詢、 分析功能的客戶端軟件構(gòu)成。5.2客戶端軟件客戶端全面監(jiān)測企業(yè)污染物排放狀況,將企業(yè)現(xiàn)場的實時畫面?zhèn)魉偷江h(huán)保 局。實時監(jiān)控管理實現(xiàn)污染源可視化管理實現(xiàn)了對污染源的全面、 實時、 網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)測體系。 只需 觀察屏幕上各個企業(yè)的圖標(biāo)樣式或顏色即可了解所有企業(yè)各個污染物排放口的 設(shè)備運行情況;同時還可以通過表格和曲線瀏覽企業(yè)污染物排放的詳細(xì)監(jiān)測數(shù) 據(jù)。 這使得工作人員在同一個用戶界面即可將所有企業(yè)所有排污口的設(shè)備運行狀 況、污染物排放濃度、流量、排放量等信

9、息盡收眼底。 強(qiáng)大的報警與預(yù)警功能以聲音、圖標(biāo)顏色變化、表格中數(shù)值的顏色、手機(jī)短信(向預(yù)先設(shè)定的手機(jī)上發(fā) 送相應(yīng)的報警信息 等形式提供多樣化的報警功能。 精確地給出具體的超標(biāo)數(shù)值,超標(biāo)時間，超標(biāo)排放量、超標(biāo)排放介質(zhì)量，為強(qiáng)化監(jiān)理工作提供了詳實可靠的依 據(jù)。 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析 將污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和報警信息進(jìn)行全方位多角度的分類匯總與統(tǒng)計分析， 充分滿足各種統(tǒng)計要求。以圖標(biāo)、表格、圖形等豐富多樣的形式實時展現(xiàn)各排污 口設(shè)備的運行狀況、污染物排放濃度、流量、排放量等信息，以及污染物排放口 的發(fā)展趨勢與動態(tài)。 從多種角度和層面來統(tǒng)計分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，提供全面的報表和 統(tǒng)計圖表?？梢园摧爡^(qū)、按行業(yè)種類、按

10、污染物種類等多種分類方式，生成統(tǒng)計 分析報表和統(tǒng)計圖表。 系統(tǒng)管理 系統(tǒng)管理的主要功能有:用戶帳號的管理、監(jiān)測元素管理、污染行業(yè)管理、監(jiān)測 儀器管理、監(jiān)測任務(wù)管理等等。 本系統(tǒng)為了保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性，對于用戶的權(quán)限將做細(xì)致的區(qū)分，首先用 戶按其的行政級別有一個基本的權(quán)限， 如市級用戶可以查詢?nèi)形廴酒髽I(yè)的排污 情況，區(qū)鎮(zhèn)級用戶可以查詢其轄區(qū)范圍內(nèi)的污染企業(yè)的排污情況。在此基礎(chǔ)上， 每個用戶又根據(jù)其的工作性質(zhì)得到相應(yīng)的使用權(quán)限， 如只讀權(quán)限將讓用戶只能夠 查找信息而不能對資料進(jìn)行任何的修改， 而編輯權(quán)限將讓用戶對其所轄企業(yè)的信 息有修改等所有的權(quán)限。 6 傳輸網(wǎng)絡(luò) 一類是基于 TCP/IP 協(xié)議的， 如通用無線分組業(yè)務(wù) （General Packet Radio Service 縮寫 GPRS） 、 非對稱數(shù)字用戶環(huán)路 （Asymmetrical Digital Subscriber Loop 縮寫 ADSL）等。另一類是基于非 TCP/IP 協(xié)議的，如：公共電話交換網(wǎng) （Public switched telephone network 縮寫 PSTN）、短消息數(shù)據(jù)通訊等。 由于監(jiān)測點區(qū)域分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)， 本方案采用