數字化監測系統在大氣監測中的應用

王培培

(山東省鄒平縣環保局，山東 鄒平　256200)

數字化監測系統在大氣監測中的應用

王培培

(山東省鄒平縣環保局，山東 鄒平256200)

【摘要】針對大氣環境進行實時監測，對大氣環境變化與大氣質量進行嚴格監控，是大氣環境執法有效開展的基本前提。本文結合筆者實際工作研究，針對數字化監測系統進行了分析，就如何提升大氣環境監測質量以及大氣監測的主要對象展開探討，以期能夠進一步確保大氣監測數據的準確性。

【關鍵詞】數字化測量；監測系統；大氣監測

中圖分類號：X21

文獻標識碼：碼：A

文章編號：號：1673-288X(2015)05-0067-02

Abstract：For the atmospheric environment for real-time monitoring，atmospheric and environmental changes and atmospheric quality monitoring，is the basic prerequisite for the effective development of atmospheric environmental law enforcement.In this paper，based on the author's practical work，this paper analyzes the digital monitoring system，and discusses how to improve the quality of atmospheric environmental monitoring and atmospheric monitoring，in order to further ensure the accuracy of the atmospheric monitoring data.

Keywords：Digital measurement；Monitoring system；Atmosphere monitoring

作者簡介：夏旭彬，高級工程師，主要從事環境監測工作

從當前的實際情況來看，我國大氣環境的污染問題日益嚴重，其中的主要因素是由于我國正處于經濟持續發展的階段，同時過去一直以來的粗放型發展模式導致工業廢氣排放量不斷提升，二氧化硫等物質嚴重超標，對人類的身心健康產生了嚴重威脅。所以，做好大氣環境監測工作，及時掌握大氣環境質量變化情況，能夠幫助我們更好的制定大氣環境保護措施，降低大氣環境污染。

1數字化監測系統概述

在大氣監測虛擬儀器應用的前提下構建數字化測量系統，同時應用SQLsenrer7.0和數據庫技術，實現了網絡技術與虛擬儀器的有效融合，構成了大氣環境監測遠程操控系統。在這一系統之中主要有服務器功能模塊(網絡服務器、數據服務器、采樣服務器等)和客戶端功能模塊(數據查詢、數據接收、數據處理)。

(1)數據服務器模塊所具備的功能一般是為數據上傳和傳輸提供足夠的空間，用戶能夠通過網絡平臺來訪問數據服務器，用戶在發出提取數據的請求之后，網絡服務器結合數據分析結果提供網絡連接功能，采樣服務器的主要功能是信息的采集，包括數字化分析、處理以及記錄等，之后把信息存儲在數據庫中，還擁有手動輸入的功能。

(2)客戶端模塊在這一系統中具有核心作用，主要是對服務器模塊內的數據信息進行查詢與處理，為大氣環境監測的研究提供準確數據。另外這一模塊還擁有研究功能，對于用戶所提出的要求展開監測研究，進而給出客戶需求的結果。客戶端模塊一般包括了數據查詢、數據接收以及數據處理三大內容，這些子模塊共同構成了數字化監測系統的內部資源[1]。

在對監測信息進行處理的過程中，控制模塊主要是起到橋梁紐帶的作用，可以為用戶查詢提供一個比較方便的途徑。數據服務器能夠結合用戶的請求對請求格式予以組織，再向服務器模塊發出請求，對結果實施監控后反饋給用戶。客戶端模塊內的數據處理部分可以按照服務器模塊提出的數據處理要求，利用數值或者圖表等方式呈現給用戶。因為在對大氣環境實施監測的過程中，大氣環境的不穩定性特征要求監測作業必須要及時準確，這也是很大氣監測必須要重點研究的問題。

2大氣數字化監測系統的功能實現

2.1　數據采集的實現

由計算機和I/O接口設備兩個部分構成的虛擬儀器的硬件平臺。I/O接口設備所負責的主要工作是執行信號的輸入采集、信號放大以及模擬信號和數字信號的相互轉換。對單臺虛擬儀器而言，Lab windows/CVI所關系到的I/O接口設備即是我們平常所稱的數據采集卡。針對多臺虛擬儀器所構成的儀器測量控制系統，Lab windows/CVI所涉及的I/O接口設備就是總線，總線類型通常來說包括了GPIB/GPIB488.2總線、RS232總線以及VISA總線、VXI總線等[2]。

2.2　數據傳輸的實現

API屬于window32位平臺的應用程序接口，API函數屬于windows提供給操作系統和應用程序之間的接口，可以搭建出界面豐富、功能靈活的程序，因此常常被稱之為windows系統的基礎。雖然現階段已經開發出了很多可視化程序，API函數依舊是這些程序的基礎，也是windows平臺中的核心技術之一。

ODBC(開放數據庫系統互聯)是微軟公司所開發的數據庫系統應用程序接口規范。將這一技術應用與虛擬儀器之中，選擇SQL Sever7.0作為數據庫，監測過程中的采樣數據都存儲在內，SQL Server7.0數據庫屬于客戶/服務結構的數據庫，可以支持遠程通信，用戶于客戶端發出請求之后，客戶端將其轉化為SQL請求同時提交給ODBC，ODBC按照數據源設置找出響應的驅動程序管理器，再通過驅動程序管理器把請求上報給數據源相對應的SQL Server，即可獲得數據，最后返回虛擬儀器程序。

3數字化系統在大氣環境監測中的應用

3.1　大氣監測數字化

大氣環境監測數字化測量技術由整個監測系統作為支撐，其所涉及到的基本功能包括四點：數據采樣、數據存儲、數據傳輸以及運算分析，從而實現數字化數據測量的目標。數字化測量系統一般采取雙系統結構模式，兩大模塊分別包括客戶功能模塊以及服務器功能模塊。數字化客戶模塊以及數字化服務器模塊之間為相互獨立的關系，對各自的工作負責，如此一來即可有效的降低兩個模塊之間的相互干擾，當出現問題后可以有針對性的進行維修處理，能夠有效提升大氣環境監測效率。

數字化測量系統主要是建立于虛擬儀器的基礎之上，應用新的開發技術和工具，把虛擬儀器和網絡技術結合起來，進而實現大氣監測的遠程操作。虛擬儀器的應用和網絡技術資源的應用，把大氣監測工作推向了數字化測量的新時代，有效的實現了資源共享以及監測儀器的在線互聯。地基GPS大氣探測是根據GPS信號實施大氣遙感的一種現代化探測方式，它探測的水汽含量和電子濃度總量對于地區天氣預報、氣候環境研究以及空間天氣監測等工作來說具有非常重要的應用價值。目前我國氣象局已經于北京南郊大氣探測基地建設完成了中國地基GPS數字化大氣探測網示范站，應用這一現代化技術，在很大程度上提升了我國大氣監測的自動化以及專業化水平，同時為下一階段的綜合應用相關部門、地區已建的區域GPS站網，構建覆蓋全國范圍的GPS大氣探測網點打下了重要基礎。

3.2　大氣環境監測質量控制

大氣環境監測工作質量的控制，一般是利用對配套監測設備進行管理或技術控制等途徑來實現。當我們在對大氣監測質量進行控制的過程中，必須從各個環節著手。在數據采樣時，應當對采樣點進行科學設置，采樣點的選擇應具有典型性，確保其能夠反映出某一地區的污染濃度水平；對采樣流量應當在監測之前實施統一校準，從而避免因為流量誤差所導致的監測誤差，有效提升監測的準確性；最后，對采樣時間也必須要科學的控制，在樣品傳遞環節，監測人員必須要落實好自身的職責，確保完整的交接樣品。

在實驗室分析階段，首先應當做好基礎工作，從實驗室加強控制，可利用嚴密的實驗室間和實驗室內控制獲得更加準確的數據，避免人為失誤而導致的誤差；在對二氧化硫或者氮氧化物實施分析時，必須要對標準曲線的計算因子和線性規律進行嚴格控制；對試劑空白實施測定，在樣品控制過程中，應當確保被測試的樣品濃度和之前的標準曲線濃度的誤差不大于規定的標準范圍。在實際監測時，應當確保質量監控與標樣的一致性，無論是從標樣的使用以及分析誤差的要求上，都應該嚴格遵循監控管理制度，從而保證大氣環境監測工作質量的有效提升[3]。

4結語

字化監測系統在大氣環境監測工作中的實際應用能夠有效的提升監測質量。作為環境監測工作人員來說，積極應用數字化測量技術，可以實現虛擬工作流程模擬，能夠在很大程度上提升大氣監測的準確性和監測效率，直接提升環境評價與治理工作的有效性，為環境保護工作打下堅實的基礎，具有非常重要的現實意義。

參考文獻：

[1]鄂曉輝.大氣環境監測的數字化測量分析[J].楊凌職業技術學院學報，2014(04)：105.

[2]譚偉紅.大氣環境監測的數字化測量探究[J].中國高新技術企業，2014(21)：78.

[3]張培，謝寅凱.淺談大氣環境監測之中的數字化測量[J].化工管理，2014(09)：6.

The Application of Digital Monitoring System in Air Monitoring

WANG Peipei

(Shandong Zouping County Environmental Protection Bureau，Shandong Zouping 256200)

引用文獻格式：夏旭彬等.關于環境監測數據產品化的探討[J].環境與可持續發展，2015，40(5)：69-70.