環保局重點污染源自動監控巡檢管理系統設計

張 鵬 陳曉平

(1.焦作市環境監控中心，河南 焦作 454000；2.河南理工大學 現代教育技術中心，河南 焦作 454000)

0 引言

隨著經濟的持續高速發展和人口的不斷增長，霧霾等環境問題也日趨嚴重。為了有效地對環境污染進行監控，環境監控部門必須結合最新的計算機技術、通訊技術和信息技術，對傳統的監控工作進行改造，使環境監控工作真正作到信息化、準確化、自動化和全面化。

環保部門的工作人員以及運營服務部門必須定期前往各個監控點巡檢，以防止由于監控設備故障而造成的監控數據失真。由于排污企業分散，巡檢可能會出現以下情況：

1）不能了解巡檢人員是否定期或不定期到各個基站巡檢；

2）無法記錄巡檢人員進出各基站的時間；

3）無法得知巡檢人員是否按要求做好設備校核及維護；

4）巡檢人員佩戴鑰匙較多，操作繁瑣；

5）無法驗證進入站房人員是否經過授權。

自動監控基站巡檢信息管理系統，針對重點污染源自動監控站點的巡檢工作進行管理，實現用視頻圖像、填寫巡檢日志等方法，將巡檢數據通過VPN 網絡傳輸的方式在后臺進行實時管理的目的。

1 統總體設計

系統具有對門戶出入控制、實時監控、巡檢情況記錄等多種功能，它主要方便巡檢出入，杜絕非法人員隨意進出，既方便了管理，又增強了安全措施。

系統分為數據庫，管理平臺，以及控制平臺，各種硬件外設幾部份組成，可以實時地對各個系統的異常數據進行監控與收集。

通過VPN 網絡在各個系統之間進行數據傳送，對信息安全更有保障。系統拓撲結構圖如圖1 所示。

圖1 系統拓撲結構圖

系統的組成設備如下：

1.1 紅外攝像機

巡檢人員進出基站時，聯動對現場進行錄像，數據儲存在現場硬盤錄像機，并將數據上傳到服務器。該攝像機具備紅外夜視功能，保證在夜間也能清晰的監控站點基站內部的情況。

1.2 門禁控制器

存儲感應卡權限和刷卡記錄，并處理所有讀卡器上傳信號，負責和計算機通訊和其他數據存儲器協調，配合管理軟件的智能處理中心。

1.3 硬盤錄像機

連接攝像機，實現現場視頻錄像及圖像抓拍和儲存，以備后期進行調閱。

1.4 發卡器

連接到控制計算機，管理人員通過發卡器管理巡檢人員所持射頻卡的權限。

1.5 讀卡器

通過RFID 感應技術原理，識別射頻卡內置加密卡號。

1.6 射頻卡

存儲用戶的不可復制和解密的ID 號。

1.7 電插鎖

電動執行設備，用于實現對站點房門的開啟或鎖止。該鎖具有斷電自鎖功能，能夠確保站房停電之后，房門不會打開，保證站房設備的安全性。

1.8 自動監控基站巡檢信息管理系統軟件

通過電腦對所有單元進行中央管理和監控，進行相應的授權、統計管理工作。

2 系統軟件設計

系統開發平臺使用目前比較先進，也是很成熟的程序開發平臺來完成，從而保證了系統的安全，先進，可持續性，升級維護方便，使用方便。

根據系統的要求選擇合適的開發平臺，系統的管理平臺是使用java 平臺開發的B/S 模式的程序。控制平臺使用VS2010 開發平臺來完成C/S 模式控制平臺的開發，在每個監控點需要安裝客戶端程序。

系統是由多個功能模塊協作組成，從功能上劃分為六大模塊：刷卡聯動子系統、日志錄入子系統、報警功能子系統、局方數據異動核查子系統、門禁控制子系統、綜合管理平臺。系統功能結構圖如圖2 所示。

2.1 系統服務功能

2.1.1 刷卡聯動子系統

當有人員刷卡進入時，啟動錄像機開始錄像到門自動關閉后30秒（這個時間可自行設定）終止，關閉錄像機錄像功能。在控制平臺里也可以手動完成指定錄相機的指定攝相頭完成錄相功能。此子系統還包括數據采集及數據處理功能。

2.1.2 日志錄入子系統

圖2 系統功能結構圖

在人員離開時，在指定客戶端錄入人員工作情況日志提交到后臺數據庫，需要注意的是日志只能在當前所巡視地點錄入，在其他非本巡視地點錄入視為無效日志；本日志供查看或者其他用途，并且能在后臺根據關鍵詞索引檢索相關日志記錄。

2.1.3 報警功能子系統

根據提供的數據模板，自動核查巡視人員是否達到巡視的標準，以此為依據系統自動報警。

2.1.4 局方數據異動核查子系統

在人員巡視完成后，對規定數據自動核查，如果不在局方規定的安全范圍，主動報警，并寫入數據庫。

2.1.5 門禁控制子系統

門禁系統采用先進的感應讀卡技術和自動控制技術，根據用戶提出的門禁考勤管理的具體需求，每人將持有智能感應卡，根據所獲得的授權，在有效期限內可開啟指定的門鎖進入實施門禁控制的場所，中央管理電腦記錄所有系統事件，配置相關的管理軟件按管理要求進行記錄查詢并自動生成各種報表。

2.1.6 綜合服務管理平臺

綜合管理平臺主要管理平臺的正常健康運行的基本參數和系統的相關報表。

2.2 網絡構成

系統主要使用VPN 專用網絡，利用現有的內部網絡連接數據庫，控制各部份外設，數據采集傳輸。

系統數據產生有其時效性，反應速度快，傳輸安全，封閉性，各個外設均有其相應的識別標識，可以輕松地查找到接入網絡的各個外設。

2.3 系統的安全性

系統的安全性主要包括軟件系統安全以及硬件安全，以下就這兩方面進行說明。

軟件系統安全：

1）系統只保留用于SOCKET 通信的端口以及操作系統必須的端口，將其他端口全部封閉，每一個SOCKET 通信過程進行身份驗證，只有通過驗證的通信過程才能正常進行，否則，將中斷通信過程，并將所有數據包丟棄；

2）數據庫定期自動備份，以免數據損壞或丟失；

3）對于斷網不能及時更新數據暫存于本地以免數據丟失。

硬件安全性：

1）對于像硬盤之類的重要部件進行安全防護；

2）設備采用低壓用電，保證使用安全。

3 總結

本文完成了重點污染源自動巡檢系統的研究和設計。系統簡單方便，人機界面良好，系統可靠性能良好。該系統已經在焦作市環保局投入使用。在具體使用過程中取得了良好的效果，大大加強環境監控能力，為自動監控系統的數據有效性提供可靠的保障。

［1］楊艷民，王學俊，楊林.OPC 技術在污水處理控制系統中應用[J].電氣傳動，2007，37（4）：55-58.

［2］孫小斐，馬邕文.基于組態軟件和PLC 的造紙污水處理監控系統[J].工業控制計算機，2009，22（4）：21-22.