1．行業背景
1.1．現狀
      隨著工業化生產的發展，人類賴以生存的環境正遭受前所未有的挑戰
，由於我們生產時向空氣中排放的氣態汙染物如硫氧化物
、氮氧化物使得我們呼吸的空氣日趨汙濁；工業汙水的大量任意排放，水資源受到嚴重的汙染
；城市噪音汙染日益嚴重等對人類健康和生態環境都帶來了極大的危害。“保護環境，淨化地球”成(cheng)了(le)一(yi)件(jian)亟(ji)待(dai)解(jie)決(jue)的(de)頭(tou)等(deng)大(da)事(shi)，是(shi)關(guan)係(xi)到(dao)子(zi)孫(sun)後(hou)代(dai)刻(ke)不(bu)容(rong)緩(huan)的(de)大(da)事(shi)。人(ren)類(lei)需(xu)要(yao)發(fa)展(zhan)，但(dan)是(shi)發(fa)展(zhan)的(de)前(qian)提(ti)是(shi)不(bu)損(sun)傷(shang)我(wo)們(men)賴(lai)以(yi)生(sheng)存(cun)的(de)環(huan)境(jing)。因(yin)此(ci)如(ru)何(he)保(bao)護(hu)我(wo)們(men)賴(lai)以(yi)生(sheng)存(cun)的(de)環(huan)境(jing)是(shi)人(ren)類(lei)必(bi)須(xu)關(guan)注(zhu)的(de)首(shou)要(yao)大(da)事(shi)。
1.2．需求分析
      為wei了le保bao護hu環huan境jing
，建jian設she綠lv色se家jia園yuan，建jian立li完wan整zheng的de汙wu染ran源yuan監jian測ce係xi統tong是shi非fei常chang必bi要yao的de。近jin年nian來lai，我wo國guo的de環huan境jing保bao護hu工gong作zuo取qu得de重zhong要yao進jin展zhan，但dan是shi環huan境jing形xing勢shi依yi然ran嚴yan峻jun，我wo國guo的de汙wu染ran源yuan監jian控kong信xin息xi化hua建jian設she不bu僅jin起qi點dian低di
，覆fu蓋gai麵mian小xiao，而er且qie整zheng體ti水shui平ping不bu高gao。已yi安an裝zhuang的de汙wu染ran源yuan自zi動dong監jian控kong設she備bei與yu環huan保bao部bu門men的de聯lian網wang率lv不bu高gao，地di方fang環huan保bao部bu門men無wu法fa看kan到dao汙wu染ran源yuan自zi動dong監jian控kong設she備bei采cai集ji的de數shu據ju，國guo家jia環huan保bao部bu等deng上shang級ji環huan保bao部bu門men無wu法fa看kan到dao下xia級ji環huan保bao部bu門men對dui已yi監jian控kong企qi業ye汙wu染ran物wu排pai放fang的de情qing況kuang。以yi在zai線xian自zi動dong分fen析xi儀yi器qi為wei核he心xin，以yi移yi動dong通tong訊xun為wei傳chuan輸shu媒mei介jie，運yun用yong現xian代dai傳chuan感gan技ji術shu、自動測量技術、自動控製技術
、信息技術以及相關的監控分析軟件和通迅網絡所組成的一個綜合性的在線自動監測係統是建立環境監測係統的重要發展方向。
2．汙染源在線自動監控係統的設計及開發
2.1．方案設計簡介
      汙染源在線監測係統是環保監測與環境預警的信息平台。係統采用先進的無線網絡，涵蓋水質監測、煙氣自動監測
、空氣質量監測
、環境噪聲監測以及視頻監測等多種環境在線監測應用;係統以汙染源在線監測為基礎，充分貫徹總量管理、總(zong)量(liang)控(kong)製(zhi)的(de)原(yuan)則(ze)，包(bao)含(han)了(le)環(huan)境(jing)監(jian)理(li)信(xin)息(xi)係(xi)統(tong)的(de)許(xu)多(duo)重(zhong)要(yao)功(gong)能(neng)
，充(chong)分(fen)滿(man)足(zu)各(ge)級(ji)環(huan)保(bao)部(bu)門(men)環(huan)境(jing)信(xin)息(xi)網(wang)絡(luo)的(de)建(jian)設(she)要(yao)求(qiu)，支(zhi)持(chi)各(ge)級(ji)環(huan)保(bao)部(bu)門(men)的(de)環(huan)境(jing)監(jian)理(li)與(yu)環(huan)境(jing)監(jian)測(ce)工(gong)作(zuo)
，滿(man)足(zu)不(bu)同(tong)層(ceng)級(ji)用(yong)戶(hu)的(de)管(guan)理(li)需(xu)求(qiu)。
      整zheng個ge係xi統tong充chong分fen體ti現xian總zong量liang控kong製zhi的de原yuan則ze，為wei管guan理li提ti供gong依yi據ju，為wei決jue策ce提ti供gong支zhi持chi
，各ge種zhong的de統tong計ji分fen析xi報bao表biao和he圖tu表biao上shang都dou能neng分fen類lei彙hui總zong得de到dao每mei種zhong汙wu染ran物wu的de排pai放fang量liang，根gen據ju汙wu染ran物wu的de核he定ding排pai汙wu總zong量liang可ke以yi直zhi觀guan的de對dui比bi分fen析xi，跟gen蹤zong每mei種zhong汙wu染ran物wu的de排pai放fang總zong量liang的de發fa展zhan變bian化hua趨qu勢shi曲qu線xian，得de出chu是shi否fou超chao過guo核he定ding值zhi的de結jie論lun，同tong時shi結jie合he目mu前qian企qi業ye的de狀zhuang況kuang以yi及ji曆li史shi同tong期qi數shu據ju的de比bi對dui分fen析xi，對dui於yu排pai放fang總zong量liang趨qu勢shi發fa展zhan將jiang要yao超chao過guo核he定ding值zhi的de狀zhuang況kuang給gei予yu預yu警jing
，充chong分fen體ti現xian管guan理li企qi業ye，為wei企qi業ye服fu務wu的de宗zong旨zhi。彙hui總zong統tong計ji區qu域yu內nei所suo有you汙wu染ran物wu排pai放fang總zong量liang，掌zhang握wo和he量liang化hua汙wu染ran物wu的de排pai放fang趨qu勢shi，為wei區qu域yu內nei控kong製zhi汙wu染ran物wu排pai放fang總zong量liang提ti供gong技ji術shu支zhi持chi

，為wei環huan保bao部bu門men現xian場chang執zhi法fa和he排pai汙wu收shou費fei提ti供gong依yi據ju。
2.2汙染源在線自動監控係統建設目標
★ 基於汙染源在線自動監控(監測)係統數據傳輸標準 ，實現現場監測站與環保局中心站的標準數據傳輸；
★ 環保局中心站在線動態增加現場監測站的能力；
★ 現場監測站的曆史數據存儲與上傳能力 環保局中心站的曆史數據召喚與解析、插入存儲能力。此兩種能力解決了現場斷線後，環保局中心站的數據完整性問題

；
★ 環保局中心站對數據存儲的長時間、高精度(ms級)、多點並發及壓縮能力等功能要求；
★ 環保局中心站的B／S體係結構，降低客戶端軟件安裝配置的複雜度。
2.3 係統網拓撲圖

汙染源在線自動監控係統從底層向上可分為汙染源現場監測站、傳輸網絡和環保局中心站3 個層次（如上圖所示）。
1） 現場監測站位於各個汙染源現場監測點，又可分為現場儀表、現場通信網絡
、數據采集傳輸服務器

、無線傳輸終端等組成
，主要完成數據的采集和處理、GPRS終端組網
，完成數據采集、分析


、GPRS網絡接入、無線透明傳輸鏈路建立等工作。
2） 傳輸網絡負責將汙染源現場監測站的數據傳輸到環保局中心站
，屬於傳輸介質；
3） 環保局中心站它通過網絡傳輸層和現場層相互通訊，交換數據、指令下達，以實現對現場層的集中遠程監控，並且可以通過其軟件接口與視頻係統、GIS係統進行無縫結合。
2.4 現場監測站
現場通信網絡負責將儀表采集到的數據彙總到數據采集傳輸服務器。標準RS232/485 電氣接口
，支持Modbus 通信協議及非標準通訊協議的開發。數據采集傳輸服務器負責對實時數據進行彙總
、分析
、存儲 並負責與傳輸模塊F2103通訊。
傳輸模塊F2103實現數據采集服務器與環保局中心站的無線組網
，從而實現數據采集服務器與環保局中心站之間的數據交互。
傳輸終端還提供主備數據中心和多數據中心鏈接方式和多種激活方式、支持APN組網等功能，是可以做到數據安全可靠的傳輸

，同時也是整個係統的關鍵部分。
2.5 環保局中心站
環保局中心站由實時數據庫、關係數據庫、Web服務器和實現各種查詢
、分析功能的客戶端軟件構成。
2.5.1環保中心實時數據庫
環保中心實時數據庫負責彙集來自各現場監測站的實時數據
，為客戶端提供實時、可靠、安全的數據，並且給中心的關係數據庫提供有效的數據。實時數據庫是一個高性能、高速度
、高吞吐能力、可靠性強
、跨網絡係統的開放式實時數據庫係統
，產品為完全的分布式結構，可任意組建應用模式；支持C/S和B/S應用；它可以提供豐富的企業級信息係統客戶端應用和工具；darongliangzhichiqiyejiyingyong

，neibushixiangaoshujuyasuolv

，keshixianlishishujudehailiangcunchu，linghuodekuozhanjiegoukemanzugezhongxuqiu，jubeiguangfandeanquanxinghekegenzongxing。
2.5.2客戶端軟件
客戶端全麵監測企業汙染物排放狀況，將企業現場的實時畫麵傳送到環保局。
◆實時監控管理
實現汙染源可視化管理實現了對汙染源的全麵
、實時、網絡化的監測體係。隻需觀察屏幕上各個企業的圖標樣式或顏色即可了解所有企業各個汙染物排放口的設備運行情況；同tong時shi還hai可ke以yi通tong過guo表biao格ge和he曲qu線xian瀏liu覽lan企qi業ye汙wu染ran物wu排pai放fang的de詳xiang細xi監jian測ce數shu據ju。這zhe使shi得de工gong作zuo人ren員yuan在zai同tong一yi個ge用yong戶hu界jie麵mian即ji可ke將jiang所suo有you企qi業ye所suo有you排pai汙wu口kou的de設she備bei運yun行xing狀zhuang況kuang、汙染物排放濃度、流量、排放量等信息盡收眼底。

◆ 強大的報警與預警功能
以聲音、圖標顏色變化、表格中數值的顏色、手機短信（向預先設定的手機上發送相應的報警信息）等形式提供多樣化的報警功能。精確地給出具體的超標數值，超標時間，超標排放量、超標排放介質量，為強化監理工作提供了詳實可靠的依據。
◆ 數據的統計與分析
將汙染源在線監測數據和報警信息進行全方位多角度的分類彙總與統計分析，充分滿足各種統計要求。以圖標、表格
、圖形等豐富多樣的形式實時展現各排汙口設備的運行狀況、汙染物排放濃度
、流量


、排pai放fang量liang等deng信xin息xi，以yi及ji汙wu染ran物wu排pai放fang口kou的de發fa展zhan趨qu勢shi與yu動dong態tai。從cong多duo種zhong角jiao度du和he層ceng麵mian來lai統tong計ji分fen析xi監jian測ce數shu據ju
，提ti供gong全quan麵mian的de報bao表biao和he統tong計ji圖tu表biao。可ke以yi按an轄xia區qu、按行業種類
、按汙染物種類等多種分類方式，生成統計分析報表和統計圖表。

◆ 與地理信息係統(GIS)無縫集成
本係統將地理信息係統(GIS) 融入其中,利用GIS 強大的地理信息分析功能,結合環境數學模型,實現基於地理信息基礎上的數據查詢

、統計、環境製圖、顯示等功能以及汙染源分析、區域環境評價、預警應急
、環境決策管理等

◆ 係統管理
係統管理的主要功能有:用戶帳號的管理



、監測元素管理、汙染行業管理、監測儀器管理、監測任務管理等等。
benxitongweilebaozhangxitongshujudeanquanxing

，duiyuyonghudequanxianjiangzuoxizhidequfen，shouxianyonghuanqidexingzhengjibieyouyigejibendequanxian，rushijiyonghukeyizhaxunquanshiwuranqiyedepaiwuqingkuang，quzhenjiyonghukeyizhaxunqixiaqufanweineidewuranqiyedepaiwuqingkuang。zaicijichushang，meigeyonghuyougenjuqidegongzuoxingzhidedaoxiangyingdeshiyongquanxian
，ruzhiduquanxianjiangrangyonghuzhinenggouzhazhaoxinxierbunengduiziliaojinxingrenhedexiugai，erbianjiquanxianjiangrangyonghuduiqisuoxiaqiyedexinxiyouxiugaidengsuoyoudequanxian。
2.6 傳輸網絡
依據不同傳輸網絡，基礎傳輸層可有兩類實現方式：
一類是基於TCP/IP 協議的，如通用無線分組業務（General Packet Radio Service 縮寫GPRS）
、非對稱數字用戶環路（Asymmetrical Digital Subscriber Loop 縮寫ADSL）等。另一類是基於非TCP/IP 協議的
，如：公共電話交換網（Public switched telephone network 縮寫PSTN）、短消息數據通訊等。
由於監測點區域分散，分布範圍廣，而且大多設置在環境較惡劣的地區

，本方案采用GPRS無線網絡進行無線數據傳輸、采用廈門四信公司F2103 GPRS IP Modem作為無線組網設備。汙染監測設備將采集到的汙染數據和告警信息，通過RS232發送到IP MODEM,IP MODEM 通過GPRS網絡，及時發送到環保監察部門
，可以實現對排汙單位或個人的及時管理
，大大提高了工作效率
，為環境保護提供了嶄新方式。
3.總結
      將自動控製、網絡通信、計算機以及GIS 等信息技術引入環境監測領域,采用工業級的四信F2103 GPRS IPMODEM無線傳輸模塊
、組建包括汙染源在內的各環境要素在線監測係統,實現汙染源在線監測係統的開發與建設,對重點汙染源進行連續實時監測,動態掌握重點汙染源企業的排汙及超標情況,對加強重點汙染企業、流域汙染物排放的監督、總量控製、防止重大汙染事故的發生,提高我國環境監測信息化水平以及環境決策與管理能力等都具有重大意義。