GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

      省級污水處理廠GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)施

        摘 要：以遼寧省環(huán)境信息中心為例，介紹了利用GPRS (通用分組無線業(yè)務(wù))無線傳輸技術(shù)監(jiān)測全省污水處理廠污水排污水處理情況的省級污水處理GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測系統(tǒng) 該系統(tǒng)將對污水處理廠各監(jiān)測儀器進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控交流等，并把監(jiān)測器送到PLC采集器中的數(shù)據(jù)通過無線傳輸上傳到省污水處理監(jiān)控中心製造業，在監(jiān)控中心可以對數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)測 ，對監(jiān)測儀器設(shè)備實(shí)監(jiān)控自動化裝置，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理狀態，使污染排放監(jiān)管部門能更及時 準(zhǔn)確具體全面地掌握全省環(huán)境質(zhì)量環(huán)境監(jiān)控和重點(diǎn)污染源的數(shù)和信息，以提高執(zhí)法的快速反應(yīng)能力全面的監(jiān)管能力和科學(xué)決策的支持能力發揮效力。

        一全面革新、引言

        省級污水處理GPRS 無線數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測系統(tǒng)采用先進(jìn) 成熟的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，將分布在遼寧省十幾個污水處理廠的多個監(jiān)測子站數(shù)據(jù)傳送給省環(huán)境保護(hù)局監(jiān)控中心從而逐步建立起全省范圍內(nèi)污水處理在線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)穩定發展，為全省的污水處理監(jiān)管提供實(shí)時準(zhǔn)確具體全面的質(zhì)量和監(jiān)控數(shù)據(jù)信息方便。

        二、系統(tǒng)構(gòu)成

        省級污水處理GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器GPRS 無線傳輸和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) 部分構(gòu)成(圖 1)針對目前監(jiān)測子站在線監(jiān)測設(shè)備的情況更好，數(shù)據(jù)采集器采用8路輸入信號GPRS 數(shù)據(jù)采集器實(shí)現(xiàn)將在線監(jiān)測設(shè)備輸出的電壓或電流的模擬信號采集后通過設(shè)備傳輸?shù)奖O(jiān)測中心為了解決數(shù)據(jù)傳輸上存在的問題基石之一，GPRS 數(shù)據(jù)傳輸采用 方式進(jìn)行無線數(shù)據(jù)上傳，利用GPRS設(shè)備和移動通訊提供的GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線實(shí)時上傳安全鏈，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲統(tǒng)計和分析行業分類，實(shí)現(xiàn)不同監(jiān)測子站單參數(shù)多參數(shù)的實(shí)時數(shù)據(jù)小時數(shù)據(jù)日數(shù)據(jù)的報表日圖表等不同方式的表現(xiàn)和分析，為使用者提供準(zhǔn)確 的統(tǒng)計分析結(jié)果。

        圖1 省級污水處理GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測系統(tǒng)

        三應用領域、數(shù)據(jù)采集器

        3.1創新為先、特點(diǎn)

        (1)物理層RS232 ，RS-422 統籌推進， RS485行業內卷，實(shí)現(xiàn)通用型監(jiān)測數(shù)據(jù)采集器的每路通信口按不同的規(guī)約，一點(diǎn)對多點(diǎn)與各種在線監(jiān)測儀進(jìn)行數(shù)字通信(ASCII)科普活動。

        (2)實(shí)現(xiàn)通用型監(jiān)測數(shù)據(jù)采集器8路0~5V凝聚力量，1~5V，0~10mA或4~20mA的數(shù)據(jù)采集逐漸完善。

        3.2、功能及參數(shù)

        (1)按照用戶要求的時間定時采集數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)了解情況、加工數(shù)據(jù)參與能力、轉(zhuǎn)送到上層微機(jī)或指定的信息系統(tǒng);采集、加工好的數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)采集器的另外一個通信接口以ASCII碼格式傳送給另外一臺微機(jī)或信息系統(tǒng)資源優勢。

        (2)系統(tǒng)可同時采集8路0~10mA或4~20mA傳感器信息或在線監(jiān)測儀輸出0~10mA或4~20mA信息(包括0~5V提供了有力支撐，1~5V)，通過電路板上跳線可對0~10mA或4~20mA(0~5V或1~5V)硬件線路進(jìn)行切換堅實基礎。該數(shù)據(jù)采集器可適合于各種0~10mA或4~20mA傳感器或在線監(jiān)測儀輸出的0~10mA或4~20mA的數(shù)據(jù)連接。

        (3)數(shù)據(jù)采集儀具有4路RS-232口大數據，2路RS-422口前景，1路RS-485口，另專門提供1路RS-232口連接適配器或其他標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。用戶通過微機(jī)可對以上7路通信接口的每一路進(jìn)行接入設(shè)定長效機製，可設(shè)定接入在線監(jiān)測儀的名稱(COD測量儀、pH計重要部署、污水流量計等)等地、通信命令、波特率數字技術、通信位數(shù)共享應用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等(數(shù)據(jù)字節(jié)要求為ASCII碼)。

        (4)數(shù)據(jù)采集器提供512K的存儲空間尤為突出，保證至少可以保存3d的數(shù)據(jù)情況較常見，數(shù)據(jù)每隔一定的時間保存一次，保證在斷電的情況下不丟失數(shù)據(jù)標準。

        四喜愛、GPRS數(shù)據(jù)傳輸

        4.1GPRS簡介

        GPRS是歐洲電信協(xié)會GSM系統(tǒng)中有關(guān)分組數(shù)據(jù)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，它可以提供高達(dá)115Kbps的空中接口傳輸速率。GPRS使若干移動用戶能夠同時共享一個無線信道保障，一個移動用戶也可以使用 多個無線信道重要的角色。有了GPRS，用戶的呼叫建立時間大為縮短體製，幾乎可以做到“永遠(yuǎn)在線”(alwaysonline)要落實好。實(shí)際上，即使永遠(yuǎn)在線而不發(fā)送或接收數(shù)據(jù)包的用戶僅占很小一部分網(wǎng)絡(luò)資源發力。此外優勢與挑戰，GPRS是營運(yùn)商能夠以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量而不是連接時間為基準(zhǔn)來計費(fèi)，從而使每個用戶的服務(wù)成本更低越來越重要的位置。GPRS采用信道捆綁和增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率來實(shí)現(xiàn)高速接入問題分析，目前GPRS的設(shè)計可以在一個載頻或8個信道中實(shí)現(xiàn)捆綁，將每個信道的傳輸速率提高到14.4Kbps特點，因此GPRS方式最大速率是8×14.4=115.2Kbps。GPRS發(fā)展的下一步是通過增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率改進(jìn)(EDGE)將每個信道的速率提高到48Kbps，因此第二代的GPRS設(shè)計速率為384Kbps製度保障。

        4.2GPRS特點(diǎn)

        4.2.1應(yīng)用廣泛

        用戶喜歡的方式應(yīng)該是無縫地與網(wǎng)絡(luò)連接聯動，不分時間和地點(diǎn)。所有現(xiàn)有的以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)的應(yīng)用都可以很好地運(yùn)行在GPRS系統(tǒng)上顯示，就像是連接在局域網(wǎng)(LAN)上一樣技術特點。

        4.2.2快速登錄

        全新的分組服務(wù)，無需以往長時間的撥號建立連接過程共同努力。只要激活GPRS應(yīng)用后保持競爭優勢，每次連接只需2s將永遠(yuǎn)保持在線，不存在掉線問題發展邏輯，類似于一種無線專線網(wǎng)絡(luò)方案。

        4.2.3按量計費(fèi)

        雖然可以保持永遠(yuǎn)在線，但不必?fù)?dān)心費(fèi)用問題發展機遇，因?yàn)橹挥挟a(chǎn)生通信流量時才計費(fèi)創新延展。它是一種按照用戶數(shù)據(jù)傳輸流量來計費(fèi)的方式，計費(fèi)更加科學(xué)合理。

        4.2.4高速傳輸

        GPRS最高理論傳輸速率為115.2Kbps,目前使用GPRS可以支持40Kbps左右的傳輸速率長效機製。

        4.2.5可擴(kuò)展性

        可擴(kuò)展的模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu)使GSM系統(tǒng)的分組數(shù)據(jù)處理能力能夠滿足數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)量的需求。它可讓低成本記得牢、小容量的GSM系統(tǒng)通過添加新硬件和更新軟件的方法來擴(kuò)容組建，而對現(xiàn)有硬件只需進(jìn)行很小的改動。綜上所述服務體系，采用GPRS傳輸方案是保證整個系統(tǒng)靈活性進展情況、高效性重要的作用、經(jīng)濟(jì)合理性、可擴(kuò)展性的保障研究，同時可以降低系統(tǒng)推廣的難度搶抓機遇。

        五、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

        在線監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行接收去創新、存儲結論、管理、統(tǒng)計和分析的系統(tǒng)體系。系統(tǒng)由2部分組成：服務(wù)器端和客戶端增幅最大。

        5.1、軟件工作原理

        (1)各個監(jiān)測子站的數(shù)據(jù)采集器將采集到的實(shí)時數(shù)據(jù)通過GPRS設(shè)備和GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到應(yīng)用部門監(jiān)測中心的服務(wù)器上;

        (2)安裝在服務(wù)器上的程序?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)自動存儲在數(shù)據(jù)庫中;

        (3)安裝在不同地點(diǎn)的客戶端的程序最為顯著，通過內(nèi)部的局域網(wǎng)根據(jù)各自不同的權(quán)限得到相應(yīng)監(jiān)測子站的數(shù)據(jù);

        (4)通過客戶端提供的功能可以得到實(shí)時數(shù)據(jù)滿意度、小時數(shù)據(jù)、日數(shù)據(jù)生產能力、報表和分析圖表;

        (5)可以通過手機(jī)短信隨時接收到某一點(diǎn)位的實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)測信息智慧與合力。

        5.2、服務(wù)器端

        主要功能是：

        (1)在線站點(diǎn)設(shè)置可持續。設(shè)置在線站點(diǎn)的名稱措施、地址、地址編號情況、ID號等。

        (2)實(shí)時數(shù)據(jù)猿趾?？梢圆榭锤鱾€監(jiān)測子站的數(shù)據(jù)促進進步。

        (3)在線用戶∪^程？梢圆榭串?dāng)前在線的用戶。

        (4)權(quán)限設(shè)置積極參與。對不同的用戶設(shè)置查看不同子站數(shù)據(jù)的權(quán)限優勢領先。

        5.3、客戶端

        主要功能是各種報告和各種圖表生成探討，包括單站多參數(shù)新技術、多站單參數(shù)、多站多參數(shù)共創美好。此外還有實(shí)時數(shù)據(jù)查看趨勢、小時數(shù)據(jù)查看、報表預(yù)覽打印預判、數(shù)據(jù)查詢等功能。

        在監(jiān)控中心所在局域網(wǎng)內(nèi)，任何一臺經(jīng)過授權(quán)的終端都可以查看實(shí)時或歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)按地理位置顯示深入，直觀明了形式。

        整個系統(tǒng)完成了從監(jiān)測子站至省污水處理監(jiān)控中心至監(jiān)控中心各客戶端的完整的監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理體系。能夠?yàn)橛脩籼峁┫鑼?shí)一站式服務、準(zhǔn)確進行培訓、及時、全面的監(jiān)測數(shù)據(jù)凝聚力量，同時可以根據(jù)需要將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳到上級管理部門關鍵技術。

        六、系統(tǒng)工作原理

        本解決方案充分利用移動通訊提供的網(wǎng)絡(luò)條件，利用數(shù)據(jù)采集設(shè)備和GPRS設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸有所提升，保證了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖佟⒓皶r和準(zhǔn)確能力和水平。通過本系統(tǒng)可以對多個監(jiān)測站點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測組織了，使每個站點(diǎn)的監(jiān)測儀器數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r的顯示在監(jiān)測中心的主機(jī)上，設(shè)計了由數(shù)據(jù)采集器接收多個監(jiān)測儀器數(shù)據(jù)註入了新的力量，使用專用GPRS無線調(diào)制解調(diào)器把數(shù)據(jù)發(fā)送給GPRS網(wǎng)絡(luò)表現，再通過INTER-NET主干網(wǎng)(或GPRS網(wǎng)絡(luò)專線)上傳給省環(huán)境保護(hù)局監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測說服力、監(jiān)控并管理的解決方案的積極性。

        每一個現(xiàn)場信息監(jiān)測站點(diǎn)配置一臺數(shù)據(jù)采集器、一臺GPRS無線調(diào)制解調(diào)器深刻變革，調(diào)制解調(diào)器通過RS-232接口與數(shù)據(jù)采集器相連高效，數(shù)據(jù)采集器與現(xiàn)場在線監(jiān)測儀器(如污水、流量至關重要、壓力等監(jiān)測儀)連接質量，并以一定的時間間隔采集、上傳數(shù)據(jù)表示，并實(shí)時監(jiān)測上傳數(shù)據(jù)及儀器運(yùn)行狀態(tài)不久前。GPRS無線調(diào)制解調(diào)器接收上端發(fā)布的各種指令，向下傳送給數(shù)據(jù)采集器及在線監(jiān)測儀器質生產力，同時接收在線監(jiān)測儀器上傳的數(shù)據(jù)機構，并在不改變數(shù)據(jù)格式的前提下為數(shù)據(jù)打包，將采集數(shù)據(jù)發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)上提升行動。

        GPRS網(wǎng)絡(luò)通過INTERNET主干網(wǎng)(或GPRS網(wǎng)絡(luò)專線)上傳給監(jiān)控中心更適合。監(jiān)控中心對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時顯示、存儲交流、分析并自動生成所需報表引人註目，實(shí)現(xiàn)了對信息實(shí)時監(jiān)測的目的關註。監(jiān)控中心可以通過管理軟件發(fā)布指令，由GPRS無線調(diào)制解調(diào)器改造層面、數(shù)據(jù)采集器傳送給監(jiān)測站點(diǎn)及各監(jiān)測儀器機製，可以對監(jiān)測站點(diǎn)、儀器控制大面積、通訊方式等進(jìn)行參數(shù)設(shè)置發力。

        七、結(jié)語

        省級污水處理廠無線數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)使省級相關(guān)決策部門能更及時集成應用、準(zhǔn)確越來越重要的位置、具體、全面地掌握全省污水處理企業(yè)污染物排放的數(shù)據(jù)和信息迎來新的篇章，為強(qiáng)化管理提供技術(shù)支持解決方案。整合現(xiàn)有資源，充分發(fā)揮和最大限度地利用已有網(wǎng)絡(luò)共同學習、監(jiān)測設(shè)備的作用交流研討，使全省已有的污水處理質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r和比較全面地在全省得到利用。省污水處理監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)分析功能可以為科學(xué)決策提供技術(shù)支持。