一垮袭、項目背景

隨著經(jīng)濟的發(fā)展驻碉，我國的污水排放量已越來越大，已造成地表水的嚴(yán)重污染转砖，環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)不斷惡化趨勢须鼎，但目前全國各地對污染源和排污河渠的水質(zhì)監(jiān)測仍停留在手工監(jiān)測階段，時間覆蓋率低府蔗，樣品缺乏科學(xué)性和代表性晋控，難以反映企業(yè)及城市污水排放連續(xù)變化的情況。

二、項目分析

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)測性質(zhì)的不同主要分為三個方面糖荒，地表水站（河流杉辙、水庫等飲用水）、城市污水處理廠和工業(yè)污染源捶朵；主要檢測的物理量有：流速蜘矢、流量、PH值综看、COD品腹、氨氮匾浪、硝氮跃等、亞硝氮见丘、總磷等箕别；實時將現(xiàn)場噪聲數(shù)據(jù)采集到智能監(jiān)控終端內(nèi)簿翔。通過工業(yè)上通用的MODIBUS標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進行傳輸碘梢。（湖南圣凱安環(huán)卑峦剑科技趙133..975...32.俐番。垛夷。设鼎。997）

2.1.2無線傳輸設(shè)備

鑒于對通訊模塊的要求，我們選擇廈門才茂通訊有限公司的CM550-5XX IP MODEM(dtu)致煎。它具有體積小阿席、功耗低、配置使用簡單屠蚌、即插即用菠吟。支持主備數(shù)據(jù)通道、并行多數(shù)據(jù)通道啊衣、實時在線和按需在線多種工作方式煮卢、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。

2.1.3數(shù)據(jù)管理中心

監(jiān)測數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)（整個系統(tǒng)中至關(guān)重要的一個子系統(tǒng),它肩負著各種現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的監(jiān)測及數(shù)據(jù)接收的作用,具有無人職守自動工作功能）卧他；數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計子系統(tǒng)（監(jiān)測系統(tǒng)中的核心部分.是用戶直接操作和感受到的部分示婉，采用 C/S模式在監(jiān)測部門內(nèi)部供工作人員直接操作使用）；報警短信子系統(tǒng)（利用目前廣泛使用的移動通訊技術(shù)進行開發(fā)的一個及其有用的功能系統(tǒng)胆建，終端儀器儀表設(shè)定報警值后和短信 MODEM組合烤低，以快速的把報警信息發(fā)到的管理層）；WEB發(fā)布子系統(tǒng)（污水自動監(jiān)測系統(tǒng)中對外公布的網(wǎng)頁查詢系統(tǒng)笆载，是提供普通市民了解居住城市水體質(zhì)量的窗口扑馁，也是被監(jiān)測企業(yè)、工廠對自己排放污染程度的要求）凉驻；

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串口連接腻要，數(shù)據(jù)監(jiān)控中心可以采用多種方式連接網(wǎng)絡(luò)复罐，例如固定IP、APN雄家、ADSL等效诅。

無線傳輸設(shè)備CM550-5XX通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到遠程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機，與中心建立TCP/IP連接后開啟透明數(shù)據(jù)通道趟济。當(dāng)采集終端需要上報數(shù)據(jù)的時候?qū)?shù)據(jù)直接送往串口乱投，此時CM550-5XX就會把收到的數(shù)據(jù)原封不動地發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機。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后顷编，CM550-5XX通過串口送到采集終端卤檐，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。

2.3系統(tǒng)實現(xiàn)功能

2.3.1監(jiān)測數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)

1. 自動啟動(在停電后/系統(tǒng)重啟后自動啟動,不用人為操作七迂。

2. 數(shù)據(jù)過濾(本系統(tǒng)從安全考慮迟铺，僅接收經(jīng)系統(tǒng)認證后的數(shù)據(jù))。

3. 使用于各種數(shù)據(jù)類型輸出的現(xiàn)場檢測儀表(開關(guān)量蒿由、模擬量舅狭、數(shù)值等)。

4. 將接收到的監(jiān)測數(shù)據(jù)保存到后臺數(shù)據(jù)庫溪失。

5. 現(xiàn)場反控(通過修改監(jiān)測采集方案來啟動現(xiàn)場設(shè)備(包括對自動采樣器的操作等)语诈。

6. 查看各監(jiān)測站連接狀態(tài)

2.3.2數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計子系統(tǒng)是監(jiān)測系統(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)測部門內(nèi)部供工作人員直接操作使用桃逆。具有安全、快捷方便的特點缰俭、系統(tǒng)即具有綜合性贫莹、集成性的特點、又有各模塊獨立操作的有點京挖。

其功能包括如下:

1. 現(xiàn)場實時監(jiān)測原始數(shù)據(jù)的查詢窗慎、偏離修正、監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核卤材、預(yù)報數(shù)據(jù)錄入

2. 監(jiān)測數(shù)據(jù)歷史記錄的維護遮斥。

3. GIS電子地圖實時顯示水體污染變化趨勢

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)測數(shù)據(jù)異常分析、軟件報警扇丛、實時通過短信通知報警信息

6. 各種數(shù)據(jù)匯總報表术吗、統(tǒng)計報表、上報表格帆精，包括特殊格式報表

7. 默認较屿、自定義監(jiān)測采集方案維護

8. 現(xiàn)場自動采樣器操作

9. 現(xiàn)場樣本試驗數(shù)據(jù)錄入、與自動監(jiān)測數(shù)據(jù)對比卓练、偏離報告

10. 現(xiàn)場維護記錄

11. 監(jiān)測站點隘蝎、監(jiān)測項目等基礎(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用戶認證、權(quán)限分配嘱么、及其web訪問統(tǒng)計情況等

2.3.4 WEB發(fā)布子系統(tǒng)

1. 歷史狮含、當(dāng)前水體污染報告、預(yù)告

2. 水體測試數(shù)據(jù)查詢曼振、曲線圖

3. 監(jiān)測站點明細啥诈、監(jiān)測分析報表等

三、項目架構(gòu)實施

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)卑绢，無線通信模塊CM550-5XX同時支持232/485通信方式专稼，因此可以直接和污水處理數(shù)據(jù)采集終端進行連接通信，如下圖：

3.2.1 專線接入

中心采用APN專線蛮嘹， 所有點都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP客戶中心通過一條2M APN專線接入移動公司GPRS網(wǎng)絡(luò)缰嘴，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接，在GGSN與移動公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道诲要。為客戶分配專用的APN行兼，普通用戶不得申請該APN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡才能進入專網(wǎng)APN粱目，防止其他非法用戶的進入楣善。

用戶在內(nèi)部建立RADIUS服務(wù)器，作為內(nèi)部用戶接入的遠程認證服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)挫蓝，啟用路由器本地認證功能）陡花。只有通過認證的用戶才允許接入，用以保證用戶內(nèi)部安全抒寂。

用戶在內(nèi)部建立DHCP服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)结啼，啟用DHCP功能），為通過認證的用戶分配用戶內(nèi)部地址屈芜。移動終端和服務(wù)器平臺之間采用端到端加密郊愧，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進行隔離井佑，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾属铁。此種方案無論實時性，安全性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高躬翁，適合于安全性要求較高焦蘑、數(shù)據(jù)點比較多、實時性要求較高的應(yīng)用環(huán)境姆另。在資金允許的情況下佳組網(wǎng)方式喇肋。

3

目前才茂提供三種方式的中心接口：

1. 首先是對于組態(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)動了迹辐，可以直接配置使用蝶防；

2. 對于后臺中心軟件只讀串口數(shù)據(jù)的情況甚侣，提供一個虛擬串口軟（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)叨斜，從而實現(xiàn)利用無線公網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)且又對現(xiàn)有系統(tǒng)不做修改的結(jié)合妇保。

3. 在客戶想要開發(fā)自己的數(shù)據(jù)中心是，此時我公司會提供一個動態(tài)鏈接庫转隘，利用動態(tài)鏈接庫客戶可以很輕松的與傳輸通道進行對接雨担，同時會提供一個的數(shù)據(jù)中心DEMO軟件，不僅開放源碼還全程協(xié)助客戶進行自己數(shù)據(jù)中心軟件和功能的開發(fā)暑苍∮煽牛客戶可能通過動態(tài)鏈接庫快速開發(fā)一個靈活的，穩(wěn)定的越稻，功能齊全的終端管理和數(shù)據(jù)交互的中心軟件坛铭。

四、方案特點

1. 利用才茂無線IP MODEM可基本不用布線键瓢，且采用多點對一中心的組網(wǎng)方式秤歼，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的一中心統(tǒng)一管理。

2. 才茂IP MODEM采用高性能工業(yè)級處理器以及看門狗等安全機制設(shè)計订骂，保證IP MODEM 萬一通信中斷也會自行檢測然后自動斷電重啟射桅，保證IP MODEM 永遠在線，通信鏈路永遠正常膜钓。

3. 目前污水處理監(jiān)控工程數(shù)量及規(guī)模都不斷的在擴大嗽交，因此系統(tǒng)采用多點對中心的組網(wǎng)方案，不論采用普通無線GPRS還是APN專網(wǎng)都可以實現(xiàn)隨時增加新的采集控制點呻此，對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)不會造成任何的中斷和影響轮纫。

4. IP MODEM 采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)串口通信，即插即用焚鲜，且高規(guī)格的模具設(shè)計，體積小巧方便維護放前。

5. 才茂IP MODEM*采用國際標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP安全傳輸協(xié)議機制忿磅，保證數(shù)據(jù)的安全和及時，而且采用*透明傳輸機制凭语，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性葱她。

6. 多中心設(shè)計，可同時設(shè)置5個中心監(jiān)控采集現(xiàn)場似扔，避免因某個中心網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定或者關(guān)閉導(dǎo)致無法對現(xiàn)場進行監(jiān)控而產(chǎn)生安全隱患吨些。

7. 污水處理一般都在偏遠地區(qū)，在此CM550-5XX進行人性化工程設(shè)計弯棠，可是工程人員無需到現(xiàn)場就可以遠程直接對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進行相應(yīng)的配置词羹，達到時間和人力的合理利用巧鉴。

8. 高規(guī)格材料選配，可在 -25~+65C膛灯、 相對濕度 95%(無凝結(jié))環(huán)境下正常工作贵埋。

五、小結(jié)

目前污水?dāng)?shù)據(jù)監(jiān)測應(yīng)用廣泛谚熙，直接關(guān)系到生態(tài)環(huán)境安全举影，在特殊的大背景下國家政策也是大力推行，深圳云傳物聯(lián)在污水處理監(jiān)測領(lǐng)域已有全國范圍性的應(yīng)用摘形。在物聯(lián)網(wǎng)的大環(huán)境下圣凱安解決方案和產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于移動POS終端板散、金融、供應(yīng)鏈自動化垒土、智能化運輸愤芝、工業(yè)自動化、智能建筑栏荷、智能家居答倡、消防、公共安全驴党、環(huán)境保護瘪撇、氣象、數(shù)字化醫(yī)療港庄、遙感勘測倔既、軍事、空間探索鹏氧、農(nóng)業(yè)渤涌、林業(yè)、水務(wù)把还、電力实蓬、煤礦、石化等行業(yè)吊履。