基于物联网的污染源无线监控应用方案

一、概述

环境监测部门作为环境保护系统的技术部门，是环境管理工作的重要基础。随着市民环境意识的增强，越来越多的人开始关心所处环境质量的好坏，要求环境保护工作透明化；上级主管部门也需要数量大、种类多、更新快的信息。所有这一切，给环境监测部门提出了一个引起重视的问题：如何建立起实用性强、覆盖面广、灵活性好的环保数据采集系统，满足各方面对环境监测信息的需求。GPRS/CDMA/EDGE无线网络的快速发展为环境监测提供了很好的解决方案。

二、系统组成

在环保系统中，常常需要对众多的污染排放点进行实时监测，大部分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散，分布范围广，而且大多设置在环境较恶劣的地区，通过电话线传送数据往往事倍功半，通过GPRS/CDMA/EDGE无线网络进行数据传输，成为环保部门选择的通信手段之一。污染源监测设备可将采集到的污染数据和告警信息通过GPRS/CDMA/EDGE无线网络同时发送到多个环保监测部门，实现对排污单位或个人的及时管理，可以大大提高环保部门的工作效率。

无线网络环境保护监控系统主要由三大部分组成：环保监控终端系统、无线数据传输网络平台、环保监控管理中心系统。

监控终端系统：由各种水质污染监测仪、大气污染监测仪、噪声污染监测仪及无线传输终端设备等组成。

无线数据传输网络平台：无线公网，如GPRS、CDMA1X或者EDGE网络平台。

环保监控管理中心系统： 网络通讯服务器、实时数据库服务器及用户控制操作界面等。

2.1  监控终端

监控仪器通过RS232/RS485直接与无线终端设备连接，并由其建立无线数据连接。原则上，所有提供RS232/485接口的环境监测设备，如污水流量计、COD（含氧量）/BOD（生物耗氧量）测量仪等均能够用于该系统方案。

2.2  数据中心接入方式

2.2.1  专线接入



2.2.2  ADSL拨号连接（动态公网IP地址）



2.2.3  通过固定公网IP连接



2.3  数据传输模式

2.3.1  永远在线模式

2.3.2  定时传输模式

2.3.3  中心呼叫模式（轮巡方式）

2.3.4  数据触发模式

2.4  通信模块(H7710 GPRS/CDMA DTU）

主要功能：支持PPP协议、TCP/IP协议、UDP/IP协议

透明数据传输与协议转换

支持虚拟数据专用网

SIM卡特殊功能配置

短消息数据备用通道(选项)

通过Xmodem协议进行软件升级

支持空中软件升级和远程维护(选项)

自动检测网络连接状况

断线自动连接、设备自诊断、自恢复

抗干扰设计，适合电磁环境恶劣的应用需求

防潮设计，适合室外应用

2.5  监控中心MC系统软件

监控中心服务器申请配置Internet上固定的IP地址，或申请配置专线，通过光纤、DDN 等数据专线直接和移动中心机房的GPRS 网络连接。监控中心服务器上安装相关监控系统软件。监控系统软件包括通信服务器、监控中心服务器、数据库服务器、WEB服务器四个部分。

通信服务器负责实现行业数据通信协议、数据代理转发、通信设备状态监控等功能；

监控中心服务器实现数据分析、存储、反控等功能；

数据库服务器进行数据存储、备份；

WEB服务器实现实时监控、数据管理、业务管理等功能。

具体实现时，通信服务器、监控中心服务器、数据库服务器、WEB 服务器可以安装在一台服务器中，也可以安装在不同服务器中。

2.5.1 监控中心MC的TCP/UDP通讯功能

2.5.2 ＭＣ转发本地串口通迅功能（支持实际串口和虚拟串口）

三、  总结

人类的许多活动都向大气、水体、土壤等自然和人工环境排放有害物质，造成环境污染；自然界的一些变化也影响环境的质量，建立完整的环境监测系统是非常必要的。环保监测就是按照关于污染防治和保护环境质量的各种环境标准，对污染源排放情况和环境状况进行定性、定量的测试，并为科研、决策、立法、处理污染事故和环境监督管理提供依据。