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一、項目背景

隨著經濟的發(fā)展，我國污水排放量越來越大，對地表水造成嚴重污染，環(huán)境質量呈惡化趨勢。但目前全國污染源和污水通道水質監(jiān)測仍處于人工監(jiān)測階段，時間覆蓋率低，樣本缺乏科學性和代表性，難以反映持續(xù)變化的水質。企業(yè)和城市的污水排放。國家和各省、市、地區(qū)越來越重視生態(tài)環(huán)境保護，不斷加強水資源污染治理。然而，由于環(huán)保意識淡薄、利益驅動等諸多因素，亂排污、不規(guī)范排污，造成了嚴重的環(huán)境污染。情況時有發(fā)生，因此我們必須加大監(jiān)控和監(jiān)管的投入，提供有效實用的先進監(jiān)控系統(tǒng)和解決方案。加強環(huán)境監(jiān)測，建立廢水在線監(jiān)測系統(tǒng)，提高水質監(jiān)測能力迫在眉睫。這是勢在必行的。在污水處理監(jiān)測工程中，涉及的污水處理監(jiān)測系統(tǒng)很多必須是無人值守的設備或監(jiān)測點，受地形、氣候、監(jiān)測范圍等因素的影響，不適用于有線通信、無線數(shù)據傳輸站等數(shù)據傳輸方式。，而且它們也存在移動性差、成本高、擴展性差、設備維護不便等缺點。中國移動的GPRS網絡覆蓋面廣，具有數(shù)據高速傳輸和永遠在線的特點，加上靈活的資費方式，GPRS通信在污水處理監(jiān)控系統(tǒng)中的應用具有性價比優(yōu)勢。

二、項目分析

2.1 系統(tǒng)組成

2.1.1 污水數(shù)據采集終端根據監(jiān)測性質主要分為地表水站（河流、水庫等飲用水）、城市污水處理廠和工業(yè)污染源三個方面；物理量包括：流量、流量、PH值、COD、氨氮、硝態(tài)氮、亞氮、總磷等；實時現(xiàn)場噪聲數(shù)據采集到智能監(jiān)控終端。傳輸通過業(yè)界通用的MODIBUS標準協(xié)議進行。

2.1.2 無線傳輸設備 針對通信模塊的要求，我們選用廈門思信通信有限公司的F2103 IP MODEM（dtu），體積小、功耗低、操作簡單配置使用，即插即用。支持主備數(shù)據通道、并行多個數(shù)據通道、實時在線和按需在線多種工作方式，并支持APN網絡接入等功能，不僅可以保證數(shù)據的安全可靠，還可以讓客戶在需求并節(jié)省成本。 

2.1.3 數(shù)據管理中心監(jiān)控數(shù)據接收子系統(tǒng)（整個系統(tǒng)中至關重要的子系統(tǒng)，負責現(xiàn)場各種實時數(shù)據的監(jiān)控和數(shù)據接收的作用） ，具有無人值班自動工作功能）；數(shù)據分析統(tǒng)計子系統(tǒng)（監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，是用戶直接操作和感受的部分，監(jiān)控部門采用C/S模式供工作人員直接操作和使用）；報警信息子系統(tǒng)（利用目前廣泛使用的移動通信技術開發(fā)出極為實用的功能系統(tǒng)，終端儀表設置報警值并結合短信MODEM快速將報警信息發(fā)送至管理層）； 

2.3 系統(tǒng)實現(xiàn)功能

2.3.1 監(jiān)控數(shù)據接收子系統(tǒng) 

1. 自動啟動（停電/系統(tǒng)重啟后自動啟動，無需人工操作。 

2. 數(shù)據過濾（出于安全考慮，本系統(tǒng)只接受經過系統(tǒng)認證的數(shù)據）。 

3. 用于輸出各種數(shù)據類型（開關量、模擬量、數(shù)值等）的現(xiàn)場測試儀器。

4. 將接收到的監(jiān)控數(shù)據保存到后臺數(shù)據庫中。 

5. 現(xiàn)場反控（通過修改監(jiān)測采集方案啟動現(xiàn)場設備（包括自動采樣器的運行等）。 

6. 查看各個監(jiān)控站的連接狀態(tài)

2.3.2 數(shù)據分析統(tǒng)計子系統(tǒng) 數(shù)據分析統(tǒng)計子系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。是用戶直接操作和感受的部分。監(jiān)控部門采用C/S方式工作，人員直接操作使用。它具有安全、快捷、方便的特點，系統(tǒng)具有綜合性、集成性和各模塊獨立運行的特點。其功能包括： 

1. 現(xiàn)場實時監(jiān)測原始數(shù)據查詢、偏差修正、監(jiān)測數(shù)據有效性審核、預測數(shù)據錄入 

2. 監(jiān)控數(shù)據歷史維護。 

3. GIS電子地圖實時顯示水污染趨勢

4. 結合歷史數(shù)據生成水污染指數(shù)曲線 

5. 監(jiān)控數(shù)據異常分析，軟件報警，通過短信實時通知報警信息 

6. 各種數(shù)據匯總報表、統(tǒng)計報表、報表，包括特殊格式報表 

7. 默認和自定義監(jiān)控采集計劃維護 

8. 現(xiàn)場自動采樣器操作 

9. 現(xiàn)場樣品測試數(shù)據錄入，自動監(jiān)測數(shù)據對比，偏差報告

10. 現(xiàn)場維修記錄 

11.監(jiān)控站點、監(jiān)控項目等基本信息自由配置，兼容 

12.人事權限分配 

13. 數(shù)據備份 

14. WEB用戶認證、授權分配、web訪問統(tǒng)計等。 

2.3.3 報警短信子系統(tǒng) 

1. 報警信息系統(tǒng)是利用目前廣泛使用的移動通信技術開發(fā)的一個非常實用的功能系統(tǒng)。終端儀表設置報警值后，結合短信MODEM，快速將報警信息發(fā)送至管理部門。

2. 廈門四信通信技術有限公司 F2103 IP MODEM可以通過配置軟件靈活配置對端接收的多路。設備始終在線，自動檢測串口數(shù)據，實現(xiàn)短信自動收發(fā)功能。與報警器串口對接，實時監(jiān)控報警器串口的報警數(shù)據，可以將某個監(jiān)控項目的異常報警信息發(fā)送到相關項目負責人、主管的手機及時，報警系統(tǒng)可以定期匯總某些統(tǒng)計數(shù)據。, 分析結果通過GSM MODEM發(fā)送給相關負責人， 

2.3.4 WEB發(fā)布子系統(tǒng)

1. 歷史和當前的水污染報告和預測 

2. 水體檢測數(shù)據查詢及圖表 

3. 監(jiān)控站點詳情、監(jiān)控分析報告等 

三、項目結構實現(xiàn) 

 傳輸模塊連接污水處理收集終端。工業(yè)領域的設備一般使用以太網或串口來傳輸數(shù)據。無線通訊模塊F2103同時支持232/485通訊，可直接連接污水處理數(shù)據采集終端。連接通訊，如下圖：

目前，四信提供三種中心接口： 

1. 首先，對于配置軟件，很多配置軟件廠商都集成了我們的驅動，可以直接配置使用； 

2. 后臺中心軟件只讀串口數(shù)據，提供了一個虛擬串口軟件（TCP2COM），可以使用虛擬串口軟件將以太網數(shù)據轉換成串口數(shù)據，從而實現(xiàn)利用無線公網傳輸數(shù)據和正確 現(xiàn)有系統(tǒng)的結合，無需修改。 

3. 當客戶想開發(fā)自己的數(shù)據中心時，我司此時會提供動態(tài)鏈接庫。使用動態(tài)鏈接庫，客戶可以輕松連接傳輸通道，提供數(shù)據中心DEMO。該軟件不僅是開源的，還可以協(xié)助客戶開發(fā)自己的數(shù)據中心軟件和功能?？蛻艨梢酝ㄟ^動態(tài)鏈接庫快速開發(fā)出靈活、穩(wěn)定、功能齊全的終端管理和數(shù)據交互中心軟件。 

四、程序功能 

1. 使用四信無線IP MODEM可以基本免去布線，采用多點到一中心組網方式，實現(xiàn)數(shù)據一中心統(tǒng)一管理。 

2. 四信IP MODEM采用高性能工業(yè)級處理器和看門狗等安全機制，確保IP MODEM在通信中斷時進行自我檢測，斷電后自動重啟，確保IP MODEM 始終在線，通信鏈 路始終正常。

3. 目前，污水處理監(jiān)測項目的數(shù)量和規(guī)模不斷擴大。因此，系統(tǒng)采用多點到中心的組網方案。無論是使用普通無線GPRS還是APN專網，都可以隨時添加新的采集控制點。，不會對現(xiàn)有網絡造成任何中斷或影響。

4. IP MODEM采用標準工業(yè)串口通訊，即插即用，高規(guī)格模具設計，體積小巧，維護方便。

5. 四信IP MODEM*采用國際標準的TCP/IP安全傳輸協(xié)議機制，保證數(shù)據的安全性和及時性，采用*透明的傳輸機制，保證數(shù)據的準確性。

6. 多中心設計，可同時設置5個中心監(jiān)控采集點，避免因某中心網絡不穩(wěn)定或封閉而帶來的安全隱患。 

7. 污水處理一般位于偏遠地區(qū)。在這里，F(xiàn)2103專為人性化設計，工程師無需到現(xiàn)場即可遠程直接配置網絡參數(shù)，實現(xiàn)時間和人力的合理利用。 

8. 高規(guī)格材料可選，可在-25~+65oC和95%相對濕度（非冷凝）環(huán)境下正常工作。

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