一、項(xiàng)目背景
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)的污水排放量已越來越大,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),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,時(shí)間覆蓋率低,樣品缺乏科學(xué)性和代表性,難以反映企業(yè)及城市污水排放連續(xù)變化的情況。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,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,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,因此在監(jiān)測(cè)監(jiān)管方面也要加大投入,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),提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)能力,勢(shì)在必行。
二、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,地表水站(河流、水庫等飲用水)、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、流量、PH值、COD、氨氮、硝氮、亞硝氮、總磷等;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)。通過工業(yè)上通用的MODIBUS標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行傳輸。(湖南圣凱安環(huán)??萍稼w133..975...32.。。。997)
2.1.2無線傳輸設(shè)備
鑒于對(duì)通訊模塊的要求,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、功耗低、配置使用簡(jiǎn)單、即插即用。支持主備數(shù)據(jù)通道、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、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)。
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,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);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,以快速的把報(bào)警信息發(fā)到的管理層);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,也是被監(jiān)測(cè)企業(yè)、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RS232/485通訊接口與CM550-5XX串口連接,數(shù)據(jù)監(jiān)控中心可以采用多種方式連接網(wǎng)絡(luò),例如固定IP、APN、ADSL等。
無線傳輸設(shè)備CM550-5XX通過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。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,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)通過通道傳輸?shù)?/span>CM550-5XX后,CM550-5XX通過串口送到采集終端,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。
2. 數(shù)據(jù)過濾(本系統(tǒng)從安全考慮,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、數(shù)值等)。
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。
5. 現(xiàn)場(chǎng)反控(通過修改監(jiān)測(cè)采集方案來啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(包括對(duì)自動(dòng)采樣器的操作等)。
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,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、快捷方便的特點(diǎn)、系統(tǒng)即具有綜合性、集成性的特點(diǎn)、又有各模塊獨(dú)立操作的有點(diǎn)。
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、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性審核、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、軟件報(bào)警、實(shí)時(shí)通過短信通知報(bào)警信息
6. 各種數(shù)據(jù)匯總報(bào)表、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、上報(bào)表格,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、與自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比、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、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、權(quán)限分配、及其web訪問統(tǒng)計(jì)情況等
2.3.4 WEB發(fā)布子系統(tǒng)
1. 歷史、當(dāng)前水體污染報(bào)告、預(yù)告
2. 水體測(cè)試數(shù)據(jù)查詢、曲線圖
3. 監(jiān)測(cè)站點(diǎn)明細(xì)、監(jiān)測(cè)分析報(bào)表等
三、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),無線通信模塊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,如下圖:
3.2.1 專線接入
中心采用APN專線, 所有點(diǎn)都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP客戶中心通過一條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,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,普通用戶不得申請(qǐng)?jiān)?/span>APN。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,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),啟用路由器本地認(rèn)證功能)。只有通過認(rèn)證的用戶才允許接入,用以保證用戶內(nèi)部安全。
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),為通過認(rèn)證的用戶分配用戶內(nèi)部地址。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)傳輸過程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進(jìn)行隔離,并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過濾。此種方案無論實(shí)時(shí)性,安全性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高,適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點(diǎn)比較多、實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用環(huán)境。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,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,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,提供一個(gè)虛擬串口軟(TCP2COM),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。
3. 在客戶想要開發(fā)自己的數(shù)據(jù)中心是,此時(shí)我公司會(huì)提供一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫,利用動(dòng)態(tài)鏈接庫客戶可以很輕松的與傳輸通道進(jìn)行對(duì)接,同時(shí)會(huì)提供一個(gè)的數(shù)據(jù)中心DEMO軟件,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)??蛻艨赡芡ㄟ^動(dòng)態(tài)鏈接庫快速開發(fā)一個(gè)靈活的,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。
現(xiàn)場(chǎng)客戶案例: