一、項(xiàng)目背景

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展梦铭，我國(guó)的污水排放量已越來(lái)越大蔚抖，已造成地表水的嚴(yán)重污染，環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)不斷惡化趨勢(shì)垦祭，但目前全國(guó)各地對(duì)污染源和排污河渠的水質(zhì)監(jiān)測(cè)仍停留在手工監(jiān)測(cè)階段孔尸，時(shí)間覆蓋率低，樣品缺乏科學(xué)性和代表性籍胯，難以反映企業(yè)及城市污水排放連續(xù)變化的情況竟闪。國(guó)家及各省市地區(qū)日趨重視生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，在水資源污染方面不斷加強(qiáng)治理杖狼，但因?yàn)榄h(huán)境保護(hù)意識(shí)的淡薄及利益的驅(qū)使等諸多因素炼蛤，隨意偷排污水和非達(dá)標(biāo)排污，造成環(huán)境嚴(yán)重污染的情況時(shí)有發(fā)生蝶涩，因此在監(jiān)測(cè)監(jiān)管方面也要加大投入理朋，提供一個(gè)有效的實(shí)用的*的監(jiān)控系統(tǒng)和解決方法，對(duì)加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)力度顯得極為迫切建立廢水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)绿聘，提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)能力嗽上，勢(shì)在必行。

二斜友、項(xiàng)目分析

2.1 系統(tǒng)組成

2.1.1 污水?dāng)?shù)據(jù)采集終端

根據(jù)監(jiān)測(cè)性質(zhì)的不同主要分為三個(gè)方面炸裆，地表水站（河流、水庫(kù)等飲用水）鲜屏、城市污水處理廠和工業(yè)污染源；主要檢測(cè)的物理量有：流速国拇、流量洛史、PH值、COD燃灿、氨氮枕详、硝氮、亞硝氮敦璧、總磷等弹扩；實(shí)時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)噪聲數(shù)據(jù)采集到智能監(jiān)控終端內(nèi)。通過(guò)工業(yè)上通用的MODIBUS標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行傳輸钻琴。（湖南圣凱安環(huán)笨糁穑科技趙133..975...32.况颈。。洗吉。997）

2.1.2無(wú)線傳輸設(shè)備

鑒于對(duì)通訊模塊的要求勾奇，我們選擇廈門才茂通訊有限公司的CM550-5XX IP MODEM(dtu)。它具有體積小蔼魁、功耗低摆野、配置使用簡(jiǎn)單、即插即用凛驮。支持主備數(shù)據(jù)通道裆站、并行多數(shù)據(jù)通道、實(shí)時(shí)在線和按需在線多種工作方式黔夭、并且支持APN網(wǎng)絡(luò)接入等功能不僅可以保障數(shù)據(jù)安全可靠還能讓客戶根據(jù)需傳輸節(jié)省資費(fèi)遏插。

2.1.3數(shù)據(jù)管理中心

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)（整個(gè)系統(tǒng)中至關(guān)重要的一個(gè)子系統(tǒng),它肩負(fù)著各種現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)接收的作用,具有無(wú)人職守自動(dòng)工作功能）；數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)（監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的核心部分.是用戶直接操作和感受到的部分纠修，采用 C/S模式在監(jiān)測(cè)部門內(nèi)部供工作人員直接操作使用）胳嘲；報(bào)警短信子系統(tǒng)（利用目前廣泛使用的移動(dòng)通訊技術(shù)進(jìn)行開發(fā)的一個(gè)及其有用的功能系統(tǒng)，終端儀器儀表設(shè)定報(bào)警值后和短信 MODEM組合扣草，以快速的把報(bào)警信息發(fā)到的管理層）了牛；WEB發(fā)布子系統(tǒng)（污水自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中對(duì)外公布的網(wǎng)頁(yè)查詢系統(tǒng)，是提供普通市民了解居住城市水體質(zhì)量的窗口辰妙，也是被監(jiān)測(cè)企業(yè)鹰祸、工廠對(duì)自己排放污染程度的要求）；

2.2 系統(tǒng)總架構(gòu)

污水?dāng)?shù)據(jù)采集終端通過(guò)RS232/485通訊接口與CM550-5XX串口連接密浑，數(shù)據(jù)監(jiān)控中心可以采用多種方式連接網(wǎng)絡(luò)蛙婴，例如固定IP、APN秤暮、ADSL等钢谍。

無(wú)線傳輸設(shè)備CM550-5XX通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機(jī)，與中心建立TCP/IP連接后開啟透明數(shù)據(jù)通道歧织。當(dāng)采集終端需要上報(bào)數(shù)據(jù)的時(shí)候?qū)?shù)據(jù)直接送往串口亏的，此時(shí)CM550-5XX就會(huì)把收到的數(shù)據(jù)原封不動(dòng)地發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機(jī)。當(dāng)數(shù)據(jù)中心下發(fā)的命令或數(shù)據(jù)通過(guò)通道傳輸?shù)?/span>CM550-5XX后地混，CM550-5XX通過(guò)串口送到采集終端胆中，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。

2.3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

2.3.1監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)

1. 自動(dòng)啟動(dòng)(在停電后/系統(tǒng)重啟后自動(dòng)啟動(dòng),不用人為操作庆牵。

2. 數(shù)據(jù)過(guò)濾(本系統(tǒng)從安全考慮橡收，僅接收經(jīng)系統(tǒng)認(rèn)證后的數(shù)據(jù))。

3. 使用于各種數(shù)據(jù)類型輸出的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表(開關(guān)量、模擬量配评、數(shù)值等)世蕴。

4. 將接收到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)保存到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。

5. 現(xiàn)場(chǎng)反控(通過(guò)修改監(jiān)測(cè)采集方案來(lái)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(包括對(duì)自動(dòng)采樣器的操作等)惯波。

6. 查看各監(jiān)測(cè)站連接狀態(tài)

2.3.2數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的核心部分.是用戶直接操作和感受到的部分摘肤，采用 C/S模式在監(jiān)測(cè)部門內(nèi)部供工作人員直接操作使用。具有安全漏峰、快捷方便的特點(diǎn)糠悼、系統(tǒng)即具有綜合性、集成性的特點(diǎn)浅乔、又有各模塊獨(dú)立操作的有點(diǎn)倔喂。

其功能包括如下:

1. 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)的查詢、偏離修正靖苇、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性審核席噩、預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)錄入

2. 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)歷史記錄的維護(hù)。

3. GIS電子地圖實(shí)時(shí)顯示水體污染變化趨勢(shì)

4. 結(jié)合歷史數(shù)據(jù)生成水體污染指數(shù)曲線圖

5. 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常分析贤壁、軟件報(bào)警悼枢、實(shí)時(shí)通過(guò)短信通知報(bào)警信息

6. 各種數(shù)據(jù)匯總報(bào)表、統(tǒng)計(jì)報(bào)表脾拆、上報(bào)表格馒索，包括特殊格式報(bào)表

7. 默認(rèn)、自定義監(jiān)測(cè)采集方案維護(hù)

8. 現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)采樣器操作

9. 現(xiàn)場(chǎng)樣本試驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入名船、與自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比绰上、偏離報(bào)告

10. 現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)記錄

11. 監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目等基礎(chǔ)信息自由配置返乏、兼容性好

12. 人員權(quán)限分配

13. 數(shù)據(jù)備份

14. WEB用戶認(rèn)證框抽、權(quán)限分配、及其web訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)情況等

三香诽、項(xiàng)目架構(gòu)實(shí)施

3.1 傳輸模塊與污水處理采集終端連接

在工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備一般都采用以太口或串口傳輸數(shù)據(jù)绵扇，無(wú)線通信模塊CM550-5XX同時(shí)支持232/485通信方式，因此可以直接和污水處理數(shù)據(jù)采集終端進(jìn)行連接通信渤惦，如下圖：

3.2.1 專線接入

中心采用APN專線子敷， 所有點(diǎn)都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP客戶中心通過(guò)一條2M APN專線接入移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進(jìn)行廣域連接舵邦，在GGSN與移動(dòng)公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。為客戶分配專用的APN筑落，普通用戶不得申請(qǐng)?jiān)?/span>APN村参。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡才能進(jìn)入專網(wǎng)APN，防止其他非法用戶的進(jìn)入。

用戶在內(nèi)部建立RADIUS服務(wù)器梳附，作為內(nèi)部用戶接入的遠(yuǎn)程認(rèn)證服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)获印，啟用路由器本地認(rèn)證功能）。只有通過(guò)認(rèn)證的用戶才允許接入街州，用以保證用戶內(nèi)部安全兼丰。

用戶在內(nèi)部建立DHCP服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用DHCP功能）唆缴，為通過(guò)認(rèn)證的用戶分配用戶內(nèi)部地址鳍征。移動(dòng)終端和服務(wù)器平臺(tái)之間采用端到端加密，避免信息在整個(gè)傳輸過(guò)程中可能的泄漏面徽。雙方采用防火墻進(jìn)行隔離艳丛，并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過(guò)濾。此種方案無(wú)論實(shí)時(shí)性趟紊，安全性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高氮双，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點(diǎn)比較多霎匈、實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用環(huán)境戴差。在資金允許的情況下佳組網(wǎng)方式。

3

目前才茂提供三種方式的中心接口：

1. 首先是對(duì)于組態(tài)軟件铛嘱，目前很多組態(tài)軟件廠家已經(jīng)集成了我們的驅(qū)動(dòng)了暖释，可以直接配置使用；

2. 對(duì)于后臺(tái)中心軟件只讀串口數(shù)據(jù)的情況乱孩，提供一個(gè)虛擬串口軟（TCP2COM）憨净，利用虛擬串口軟件可以將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串口數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)利用無(wú)線公網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)且又對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)不做修改的結(jié)合菲组。

3. 在客戶想要開發(fā)自己的數(shù)據(jù)中心是啰昧，此時(shí)我公司會(huì)提供一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，利用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)客戶可以很輕松的與傳輸通道進(jìn)行對(duì)接庭匆，同時(shí)會(huì)提供一個(gè)的數(shù)據(jù)中心DEMO軟件肮顾，不僅開放源碼還全程協(xié)助客戶進(jìn)行自己數(shù)據(jù)中心軟件和功能的開發(fā)∩妫客戶可能通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)快速開發(fā)一個(gè)靈活的针蜀，穩(wěn)定的，功能齊全的終端管理和數(shù)據(jù)交互的中心軟件硝逐。

四捷仓、方案特點(diǎn)

1. 利用才茂無(wú)線IP MODEM可基本不用布線，且采用多點(diǎn)對(duì)一中心的組網(wǎng)方式足蹋，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的一中心統(tǒng)一管理图云。

2. 才茂IP MODEM采用高性能工業(yè)級(jí)處理器以及看門狗等安全機(jī)制設(shè)計(jì)，保證IP MODEM 萬(wàn)一通信中斷也會(huì)自行檢測(cè)然后自動(dòng)斷電重啟，保證IP MODEM 永遠(yuǎn)在線竣况，通信鏈路永遠(yuǎn)正常克婶。

3. 目前污水處理監(jiān)控工程數(shù)量及規(guī)模都不斷的在擴(kuò)大，因此系統(tǒng)采用多點(diǎn)對(duì)中心的組網(wǎng)方案丹泉，不論采用普通無(wú)線GPRS還是APN專網(wǎng)都可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)增加新的采集控制點(diǎn)情萤，對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)不會(huì)造成任何的中斷和影響。