一
、 概述

     粉塵是指懸浮在空氣中的固體微粒，按照國際標準化組織的規定，粒徑小於75μm的(de)固(gu)體(ti)懸(xuan)浮(fu)物(wu)定(ding)義(yi)為(wei)粉(fen)塵(chen)。粉(fen)塵(chen)對(dui)人(ren)類(lei)健(jian)康(kang)有(you)著(zhe)極(ji)大(da)的(de)危(wei)害(hai)，飄(piao)逸(yi)在(zai)大(da)氣(qi)中(zhong)的(de)粉(fen)塵(chen)往(wang)往(wang)含(han)有(you)許(xu)多(duo)有(you)毒(du)成(cheng)分(fen)，如(ru)鉻(ge)
，錳(meng)，鎘(ge)，鉛(qian)
，汞(gong)，砷(shen)等(deng)。當(dang)人(ren)體(ti)吸(xi)入(ru)粉(fen)塵(chen)後(hou)，小(xiao)於(yu)5μm的微粒，極易深入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，有時還會引起肺癌。

 

     隨sui著zhe人ren們men生sheng活huo水shui平ping的de提ti高gao，對dui身shen體ti健jian康kang的de關guan注zhu越yue來lai越yue高gao，人ren們men對dui於yu身shen體ti健jian康kang和he環huan境jing安an全quan的de要yao求qiu也ye逐zhu步bu提ti高gao。如ru何he有you效xiao監jian測ce並bing預yu警jing粉fen塵chen汙wu染ran，保bao障zhang人ren民min的de身shen體ti健jian康kang和he環huan境jing安an全quan，正zheng日ri益yi成cheng為wei一yi個ge突tu出chu的de問wen題ti，嚴yan峻jun地di擺bai在zai了le人ren類lei的de麵mian前qian。

 

     近jin年nian來lai，我wo國guo的de環huan境jing汙wu染ran監jian測ce工gong作zuo取qu得de重zhong要yao進jin展zhan，隨sui著zhe物wu聯lian網wang理li念nian的de提ti出chu與yu發fa展zhan，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、信息技術以及相關的監控分析軟件所組成的一個綜合性的粉塵監控係統是重要的發展方向。

 

二
、項目分析

2.1係統組成

粉塵監控係統主要由三部分組成：粉塵濃度采集終端、無線通訊設備
、監控調度中心。

2.1.1粉塵濃度采集終端

     根(gen)據(ju)粉(fen)塵(chen)檢(jian)測(ce)的(de)不(bu)同(tong)場(chang)所(suo)需(xu)求(qiu)，在(zai)現(xian)場(chang)安(an)裝(zhuang)粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)采(cai)集(ji)終(zhong)端(duan)，該(gai)終(zhong)端(duan)通(tong)過(guo)外(wai)置(zhi)探(tan)頭(tou)時(shi)刻(ke)感(gan)知(zhi)空(kong)氣(qi)中(zhong)懸(xuan)浮(fu)的(de)顆(ke)粒(li)物(wu)大(da)小(xiao)與(yu)含(han)量(liang)
，經(jing)過(guo)終(zhong)端(duan)內(nei)部(bu)的(de)微(wei)電(dian)腦(nao)激(ji)光(guang)原(yuan)理(li)和(he)靜(jing)電(dian)交(jiao)流(liu)感(gan)應(ying)原(yuan)理(li)
，實(shi)時(shi)將(jiang)現(xian)場(chang)粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)到(dao)智(zhi)能(neng)監(jian)控(kong)終(zhong)端(duan)內(nei)。

2.1.2無線通訊傳輸設備

      對於無線通訊傳輸設備，我們選擇廈門四信通信科技有限公司的F2103 IP Modem。該設備采用RS-232/485接口，金屬外殼設計，具有體積小、功耗低、配置使用簡單、即插即用
，支持主備份數據通道
、並行多數據通道，實時在線和按需在線多種工作方式，並且支持APN網絡接入等功能，不僅可以保障數據傳輸的安全可靠，還可以讓客戶根據需要有選擇性的進行傳輸，節省資費。

 

2.1.3監控調度中心

     監控調度中心主要由中心服務器和係統軟件組成，負責對現場各個粉塵濃度采集終端上傳上來的各項粉塵數據進行分析、存儲、發布，並對各監測站點下達各種控製指令或發布各種預警信息。

 

2.2係統構架

     粉塵濃度采集終端通過RS232/485通訊接口與無線通訊傳輸設備F2103串口連接
，監控調度中心可以采用多種網絡連接，例如固定公網IP、移動專網APN、ADSL撥號上網等。無線通訊傳輸設備F2103通過GPRS網絡連接到遠程數據中心服務器主機
，與中心建立TCP/IP連接後開啟透明數據通道。當粉塵濃度采集終端需要上報數據的時候將數據直接送往串口


，此時F2103會把串口讀取到的數據原封不動地發送到監控調度中心的服務器主機
；當監控調度中心下發的指令或數據通過通道傳送到F2103後
，F2103通過串口輸出到采集終端
，從而實現了數據的雙向透明傳輸。

 

2.3係統功能

1)監控數據接收、處理：實時監測現場的粉塵濃度
、顆粒大小等數據；

2)監控數據應答、查詢：定時或人工查詢監測站點的粉塵濃度及設備工作狀態
；

3)數據庫管理：包含原始、曆史、預報或成果數據庫的形成、檢索、查詢等；

4)數據輸出：可通過顯示器（包括大屏幕顯示）、打印機
、繪圖儀等直觀輸出粉塵濃度、顆粒大小的直方圖、曲線圖、過程線等；

5)粉塵預報及優化調度：包括粉塵預報參數初始化、參數設置或修改
、定時預報、脫機估報
、優化調度
、成果存貯與輸出等
；

6)聯網通訊：可將粉塵監測結果接入局域網或廣域網實現數據共享，可實現多計算機的串行通訊，通過電話線即可實現數據傳輸功能；

7)狀態告警：根據先前設定的告警濃度

，可實現自動聲光告警
，並可通過電話線實現電話語言報警。

 

三、係統構架實施方案

3.1 粉塵濃度采集終端與無線通信設備連接

F2103 IP Modem同時支持RS232/485通訊接口，粉塵濃度采集終端通過RS232/485與IP Modem進行連接
，接口定義如下圖所示：

 

 

3.2監控調度中心網絡接入分析

3.2.1 專線接入

     監控調度中心采用 APN 專線，所有點都采用內網固定IP客戶中心通過一條2M APN專線接入移動公司GPRS網絡，雙方互聯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，普通用戶不得申請該APN，隻有用於GPRS專網的SIM卡才能進入專網APN，防止其他非法用戶的進入。用戶在內部建立RADIUS服務器，作為內部用戶接入的遠程認證服務器（或在APN路由器內，啟用路由器本地認證功能），隻有通過認證的用戶才允許接入。用戶在內部建立DHCP服務器（或在APN路由器內，啟用DHCP功能），weitongguorenzhengdeyonghufenpeiyonghuneibudizhi。yidongzhongduanhefuwuqipingtaizhijiancaiyongduandaoduanjiami
，bimianxinxizaizhenggechuanshuguochengzhongkenengdexielou。shuangfangcaiyongfanghuoqiangjinxinggeli，bingzaifanghuoqiangshangjinxingIP地址和端口過濾。此種方案適合於安全性要求較高

、數據點比較多、實時性要求較高的應用環境。在資金允許的情況下該連接方式為最佳組網方式。

3.2.2 ADSL撥號連接（動態公網IP地址）

       監控調度中心采用ADSL等INTELNET公網連接
，采用公網動態IP+DNS解析服務的。客戶先與 DNS服務商聯係開通動態域名
，IP Modem先采用域名尋址方式連接DNS服務器，再由DNS服務器找到中心公網動態IP，繼而建立連接。此種方式可以大大節約公網固定IP的費用，但穩定性受製於DNS服務器的穩定

，所以要尋找可靠的DNS服務商。此種連接方式適合小規模應用。

3.2.3 通過固定公網IP連接

      監控調度中心采用ADSL等INTELNET公網連接，采用公網固定IP服務的。此種連接方式先向INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業務，中心有公網固定IP的，IP Modem直接向中心發起連接。該連接方式運行可靠
、穩定，推薦此種。

3.2.4監控調度中心軟件平台構建

      監(jian)控(kong)調(tiao)度(du)中(zhong)心(xin)端(duan)軟(ruan)件(jian)的(de)構(gou)建(jian)有(you)多(duo)種(zhong)方(fang)式(shi)
，對(dui)於(yu)傳(chuan)入(ru)數(shu)據(ju)方(fang)式(shi)的(de)不(bu)同(tong)

，我(wo)們(men)提(ti)供(gong)不(bu)同(tong)的(de)軟(ruan)件(jian)來(lai)幫(bang)助(zhu)客(ke)戶(hu)快(kuai)速(su)地(di)實(shi)現(xian)監(jian)控(kong)調(tiao)度(du)中(zhong)心(xin)端(duan)的(de)數(shu)據(ju)接(jie)收(shou)和(he)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)的(de)管(guan)理(li)。目(mu)前(qian)四(si)信(xin)通(tong)信(xin)公(gong)司(si)提(ti)供(gong)以(yi)下(xia)三(san)種(zhong)方(fang)式(shi)的(de)中(zhong)心(xin)接(jie)口(kou)：