基于物聯網的污染源無線監控應用方案

一、概述

環境監測部門作為環境保護系統的技術部門，是環境管理工作的重要基礎。隨著市民環境意識的增強，越來越多的人開始關心所處環境質量的好壞，要求環境保護工作透明化；上級主管部門也需要數量大、種類多、更新快的信息。所有這一切，給環境監測部門提出了一個引起重視的問題：如何建立起實用性強、覆蓋面廣、靈活性好的環保數據采集系統，滿足各方面對環境監測信息的需求。GPRS/CDMA/EDGE無線網絡的快速發展為環境監測提供了很好的解決方案。

二、系統組成

在環保系統中，常常需要對眾多的污染排放點進行實時監測，大部分監測數據需要實時發送到管理中心的后端服務器進行處理。由于監測點分散，分布范圍廣，而且大多設置在環境較惡劣的地區，通過電話線傳送數據往往事倍功半，通過GPRS/CDMA/EDGE無線網絡進行數據傳輸，成為環保部門選擇的通信手段之一。污染源監測設備可將采集到的污染數據和告警信息通過GPRS/CDMA/EDGE無線網絡同時發送到多個環保監測部門，實現對排污單位或個人的及時管理，可以大大提高環保部門的工作效率。

無線網絡環境保護監控系統主要由三大部分組成：環保監控終端系統、無線數據傳輸網絡平臺、環保監控管理中心系統。

監控終端系統：由各種水質污染監測儀、大氣污染監測儀、噪聲污染監測儀及無線傳輸終端設備等組成。

無線數據傳輸網絡平臺：無線公網，如GPRS、CDMA1X或者EDGE網絡平臺。

環保監控管理中心系統： 網絡通訊服務器、實時數據庫服務器及用戶控制操作界面等。

2.1 監控終端

監控儀器通過RS232/RS485直接與無線終端設備連接，并由其建立無線數據連接。原則上，所有提供RS232/485接口的環境監測設備，如污水流量計、COD（含氧量）/BOD（生物耗氧量）測量儀等均能夠用于該系統方案。

2.2 數據中心接入方式

2.2.1 專線接入



2.2.2 ADSL撥號連接（動態公網IP地址）



2.2.3 通過固定公網IP連接



2.3 數據傳輸模式

2.3.1 永遠在線模式

2.3.2 定時傳輸模式

2.3.3 中心呼叫模式（輪巡方式）

2.3.4 數據觸發模式

2.4 通信模塊(H7710 GPRS/CDMA DTU）

主要功能：支持PPP協議、TCP/IP協議、UDP/IP協議

透明數據傳輸與協議轉換

支持虛擬數據專用網

SIM卡特殊功能配置

短消息數據備用通道(選項)

通過Xmodem協議進行軟件升級

支持空中軟件升級和遠程維護(選項)

自動檢測網絡連接狀況

斷線自動連接、設備自診斷、自恢復

抗干擾設計，適合電磁環境惡劣的應用需求

防潮設計，適合室外應用

2.5 監控中心MC系統軟件

監控中心服務器申請配置Internet上固定的IP地址，或申請配置專線，通過光纖、DDN 等數據專線直接和移動中心機房的GPRS 網絡連接。監控中心服務器上安裝相關監控系統軟件。監控系統軟件包括通信服務器、監控中心服務器、數據庫服務器、WEB服務器四個部分。

通信服務器負責實現行業數據通信協議、數據代理轉發、通信設備狀態監控等功能；

監控中心服務器實現數據分析、存儲、反控等功能；

數據庫服務器進行數據存儲、備份；

WEB服務器實現實時監控、數據管理、業務管理等功能。

具體實現時，通信服務器、監控中心服務器、數據庫服務器、WEB 服務器可以安裝在一臺服務器中，也可以安裝在不同服務器中。

2.5.1 監控中心MC的TCP/UDP通訊功能

2.5.2 ＭＣ轉發本地串口通迅功能（支持實際串口和虛擬串口）

三、 總結

人類的許多活動都向大氣、水體、土壤等自然和人工環境排放有害物質，造成環境污染；自然界的一些變化也影響環境的質量，建立完整的環境監測系統是非常必要的。環保監測就是按照關于污染防治和保護環境質量的各種環境標準，對污染源排放情況和環境狀況進行定性、定量的測試，并為科研、決策、立法、處理污染事故和環境監督管理提供依據。