關(guān)于環(huán)保監(jiān)測無線數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)探析

張世杰

摘要：這是對所有類型的在線監(jiān)測和一個高性能的無線數(shù)據(jù)采集和傳輸設(shè)備的設(shè)計資源。它可以是一個工具，實現(xiàn)實時監(jiān)控，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)控及時交付數(shù)據(jù)監(jiān)控中心：同時接收，執(zhí)行由控制中心發(fā)出的各種指令，遠(yuǎn)程監(jiān)控，實時監(jiān)控，過度報警。環(huán)境監(jiān)測無線數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)是通過一個模擬信號接口連接，與流量計，COD，PH計，氨，氯，CO氣表等儀表數(shù)字信號接口，以便監(jiān)視更方便，的儀器，以滿足各級環(huán)保國家控制的地區(qū)，省，市控制污染控制和在線監(jiān)測。

關(guān)鍵詞：環(huán)保監(jiān)測；數(shù)據(jù)采集；無線傳輸；HJ/T212協(xié)議

人類繼續(xù)污染物排放到環(huán)境中，如果物質(zhì)超過環(huán)境的排放凈化能力，對于環(huán)境質(zhì)量將是不利的變化，危害人體健康和生存。傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測主要是人工現(xiàn)場采樣和實驗室分析儀器主要有監(jiān)測頻率低，采樣誤差，監(jiān)測數(shù)據(jù)分散，不能反映變化中的污染等缺陷的情況下，難以有效地滿足政府和企業(yè)環(huán)境管理的IT需求。今天，在線自動監(jiān)測環(huán)境已經(jīng)成為獲得數(shù)據(jù)的連續(xù)性相關(guān)的和及時的監(jiān)測的有效手段。只是數(shù)據(jù)采集的數(shù)分鐘后，環(huán)境污染信息可以被發(fā)送到服務(wù)器環(huán)境分析中心。一旦觀察到的突變發(fā)生在一定濃度的污染物，環(huán)境監(jiān)測部門可以立即采取適當(dāng)?shù)拇胧唧w的取樣分析。可見。環(huán)境監(jiān)測的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將運輸?shù)淖畲髢?yōu)點是它能夠快速，準(zhǔn)確地獲得環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，以確定目標(biāo)區(qū)域的環(huán)境狀況和趨勢。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端部分。主終端被監(jiān)測儀器，以便獲得數(shù)據(jù)為每個站點，上傳和保存原始數(shù)據(jù)。包括：系統(tǒng)設(shè)置，數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)查詢，數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋７?wù)器中心信息分析和處理系統(tǒng)。包括：數(shù)據(jù)接收，綜合分析，系統(tǒng)維護(hù)和公布四個模塊的數(shù)據(jù)。通信協(xié)議。終端和信息分析和通信的處理系統(tǒng)之間的現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集是完全符合HJ/T212-2005“污染在線自動監(jiān)測（監(jiān)視）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)”。

GPRS＼CDMA無線環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)具備如下特點：

（1）良好的實時響應(yīng)和處理能力。和短消息服務(wù)，由于GPRS/CDMA具有實時在線特性，系統(tǒng)無時延。系統(tǒng)能夠同時實時收取，處理多個，各種數(shù)據(jù)的所有監(jiān)控點可以無需時鐘巡邏監(jiān)控點進(jìn)行同步可以很好的滿足系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊蟆?/p>

（2）遠(yuǎn)程設(shè)備控制：由于GPRS/CDMA雙向傳輸系統(tǒng)的結(jié)果。控制中心可以反向?qū)崿F(xiàn)對儀器校準(zhǔn)，狀態(tài)報告，開關(guān)以及其他監(jiān)測，控制等功能的時間。

（3）低建設(shè)成本：充分利用現(xiàn)有的GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)，即開啟設(shè)備的安裝，而采用超短波通信都需要充分考慮現(xiàn)場環(huán)境，還與配套設(shè)施，如天線的金屬框架。

（4）安裝簡便，建設(shè)周期短：利用現(xiàn)有成熟的GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)，投入運行系統(tǒng)時基本不需要調(diào)試，安裝簡單。安裝和調(diào)試工作。超短波通信能力，進(jìn)行現(xiàn)場信號測試，天線架設(shè)模板，天線方向角調(diào)試等。

（5）覆蓋面廣：建筑環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍，拓展無限，接入地點無限制，能滿足山區(qū)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)和區(qū)域性接入需求。由于大量的全市范圍內(nèi)分布的監(jiān)測點，地處偏遠(yuǎn)地區(qū)，地域分散一些監(jiān)測點。超短波通信，覆蓋范圍只有30多公里；使用GPRS/CDMA模式，理論上在無線GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。顯示器就可以實現(xiàn)。

（6）數(shù)據(jù)傳輸速率：GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)理論上在約40-80Kbps傳輸高達(dá)171.2/372Kbps，實際應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸速率速率，并且當(dāng)前一般超短波數(shù)字無線傳輸速率大多2 4kbit/s或更低。

（7）系統(tǒng)的傳輸容量大：控制中心與各站監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)點實現(xiàn)實時連接。由于大量的監(jiān)控點，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸和GPRS/CDMA技術(shù)能夠滿足數(shù)據(jù)傳輸突發(fā)的需要。

（8）通信費用低，根據(jù)時間和流量費，系統(tǒng)易于擴(kuò)展和維護(hù)。

2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端硬件設(shè)計

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端是基于微處理器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主芯片采用的是的Atmel的32位微處理器AT91SAM7X256，可處理從各種傳感器和分析儀采集的模擬信號和數(shù)字信號。整個系統(tǒng)由4部分組成，即電源、數(shù)據(jù)采集存儲、鍵盤顯示、GPRS無線傳輸。

2.1 電源部分

系統(tǒng)選擇220V交流電源輸入模式，然后通過切換功率轉(zhuǎn)換成12V的直流電源作為一個整體系統(tǒng)，然后通過各種轉(zhuǎn)換芯片的電路的一部分。備用電源模塊12V5Ah電池，在來自外部的電力供給的情況下切斷，并持續(xù)約40小時，并且掉電和上電狀態(tài)為用戶上傳到終端中的時間進(jìn)行處理。

2.2 數(shù)據(jù)采集存儲

模擬通道1 1道，每一個模擬通道通過軟件提供兩種信號輸入（4-20mA的。0-5V）或提供硬件跳線的方式。通過12位A/D轉(zhuǎn)換器每15秒/30秒，掃描一次所有的輸入信號；5路數(shù)字通道，根據(jù)MODBUS通訊協(xié)議；數(shù)字量輸入通道8路，你可以讀取繼電器狀態(tài)工作訪問監(jiān)控設(shè)施工作狀態(tài)；開關(guān)量輸出通道4通道儀器控制各電子開關(guān)或繼電器的開閉，來完成儀器的自動控制功能。的可編程閃存AT45DB321D，數(shù)據(jù)存儲容量時，選擇至約4M的數(shù)據(jù)存儲部。

3 服務(wù)器中心信息分析處理系統(tǒng)設(shè)計

包括在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的接收，綜合分析，系統(tǒng)維護(hù)和公布四個模塊數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。其中接收到的數(shù)據(jù)是系統(tǒng)，其連接現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端，所收集的監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫Orace10G，更新監(jiān)視地點是在線的。以實現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性的判斷，在發(fā)送了取指令數(shù)據(jù)的核心，最大保證數(shù)據(jù)傳輸速率集成的實時數(shù)據(jù)分析是個人監(jiān)控終端/通過特定的計算歷史數(shù)據(jù)，管理者可以生成參考價值。而這些價值小計。形態(tài)小時均值，日均值和月平均報告直接反映每個企業(yè)情況污水。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)維護(hù)包括信息維護(hù)，監(jiān)控，維護(hù)和管理門戶項目類型功能的來源。數(shù)據(jù)發(fā)布模塊是在表單的用戶數(shù)據(jù)前面的極致展現(xiàn)分為行政區(qū)域，地理信息系統(tǒng)，白定義分組，查詢和分析，五個部分配置來看，在不同的重點監(jiān)測數(shù)據(jù)的圖像的方式展現(xiàn)給客戶，用戶只需打開瀏覽器來查看。

4 總結(jié)

環(huán)境的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是污染監(jiān)測污染排放監(jiān)測點，無線通信設(shè)備和監(jiān)控中心組成的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以自動采樣源在線監(jiān)控的主要污染因子：掌握城市總污染物排放和污染物排放，監(jiān)測數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)江h(huán)保監(jiān)測中心：計算機(jī)監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，整理和綜合分析：監(jiān)測信息傳送到環(huán)保局，污染源環(huán)保局監(jiān)督管理。從監(jiān)控監(jiān)測中心站分析，研究，及時的管理決策中獲得的信息，提高環(huán)保數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)管理工作，它往往是必要的污染排放點的許多實時監(jiān)控，最需要發(fā)送的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)管理后端服務(wù)器進(jìn)行處理的中心。由于監(jiān)視點擴(kuò)散和分布廣，并在環(huán)境更惡劣的地區(qū)大多設(shè)置，通過電話線的數(shù)據(jù)的傳輸經(jīng)常是不太有效。通過GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，將成為通信選擇環(huán)保部門的一個重要手段。污染監(jiān)測設(shè)備，可采集到的污染數(shù)據(jù)，并通過及時送到環(huán)境監(jiān)測部門的GPRS/CDMA無線聯(lián)網(wǎng)報警信息，實現(xiàn)了污水管理單位或個人及時，可以大大提高環(huán)保部門的工作效率。