隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，對污水處理的信息不斷提出新要求，污水處理觀測項目和內(nèi)容不斷增加，對觀測手段和方法以及監(jiān)測技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用提出了越來越高的要求；現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，也促進(jìn)了污水監(jiān)測技術(shù)自動化的發(fā)展。
在污水監(jiān)測系統(tǒng)中，常常需要對眾多的污水檢測點進(jìn)行實時監(jiān)測，大部分監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實時發(fā)送到管理中心的后端服務(wù)器進(jìn)行處理。由于監(jiān)測點分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)，通過電話線傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半。通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，成為污水部門選擇的通信手段之一。污染源監(jiān)測設(shè)備可將采集到的污染數(shù)據(jù)和告警信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)及時發(fā)送到污水監(jiān)測部門，實現(xiàn)對排污單位或個人的及時管理，可以大大提高污水部門的工作效率。
一、污水監(jiān)測自動化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展
1、 污水監(jiān)測的范圍與內(nèi)容：
污水監(jiān)測是污水傳感器技術(shù)與采集、存儲、傳輸、處理技術(shù)的集成。
監(jiān)測范圍：污水處理江、河、湖泊、水庫、渠道和地下水等污水參數(shù)。
監(jiān)測內(nèi)容：流量、PH、BOD、COD、氨氮、總磷、揮發(fā)酚等等參數(shù)。
2、 人工監(jiān)測技術(shù)存在的問題：
從污水傳統(tǒng)的人工監(jiān)測技術(shù)分析來看，主要存在以下問題：
（1） 記錄方式以模擬方式為主，就是數(shù)字方式記錄的也很難方便的輸入計算機(jī)處理；
（2） 據(jù)處理基本靠人工處理判斷，費(fèi)時易錯；
（3） 污水信息的采集、傳輸、處理的實時性和準(zhǔn)確性較差，無法適應(yīng)現(xiàn)代污水的需求。
因此，要用自動化技術(shù)促進(jìn)污水監(jiān)測自動化的發(fā)展。
GPRS具有速度快、使用費(fèi)用低的特點，其傳輸速度可達(dá)171.2kb/s。與有線通訊方式相比，采用GPRS無線通信方式則顯得非常靈活，它具有組網(wǎng)靈活、擴(kuò)展容易、運(yùn)行費(fèi)用低投，維護(hù)簡單、性價比高等優(yōu)點因此，建議采用GPRS無線傳輸方式解決污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸問題。
二、系統(tǒng)優(yōu)點：
中國移動GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺上構(gòu)建污水信息采集傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)污水信息采集點的無線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點，而且設(shè)備安裝方便、維護(hù)簡單。經(jīng)過比較分析，我們選擇中國移動的GPRS系統(tǒng)作為污水信息采集傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信平臺。
GPRS無線污水監(jiān)控系統(tǒng)具備如下特點：
1、實時性強(qiáng)：
GPRS具有實時在線特性，系統(tǒng)無時延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個或所有監(jiān)測點的各種數(shù)據(jù)。可很好的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。
2、可對各監(jiān)測點儀器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制：
通過GPRS雙向系統(tǒng)還可實現(xiàn)對儀器設(shè)備進(jìn)行反向控制，如：時間校正、狀態(tài)報告、開關(guān)等控制功能，并可進(jìn)行系統(tǒng)遠(yuǎn)程在線升級。
3、建設(shè)成本少低：
由于采用GPRS公網(wǎng)平臺，無需建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只需安裝好設(shè)備就可以，建設(shè)成本低。
4、監(jiān)控范圍廣：
構(gòu)建污水信息采集傳輸系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣，擴(kuò)容無限制，接入地點無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。由于污水信息采集點數(shù)量眾多，分布在全省范圍內(nèi)，部分污水信息采集點位于偏僻地區(qū)，而且地理位置分散。
5、具有良好的可擴(kuò)展性:
由于目前GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)已覆蓋省內(nèi)絕大部分地區(qū)，基本不存在盲區(qū)，可實現(xiàn)大范圍的在線監(jiān)控，滿足污水信息采集傳輸系統(tǒng)對覆蓋范圍的要求。
6、系統(tǒng)的傳輸容量大：
污水中心站要和每一個污水信息采集點實現(xiàn)實時連接。由于污水?dāng)?shù)據(jù)信息采集點數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳪PRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。
7、數(shù)據(jù)傳送速率高：
每個污水信息采集點每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內(nèi)。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)171.2kbit/s，目前GPRS實際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求。
8、通信費(fèi)用低：
采用包月計費(fèi)方式，運(yùn)營成本低。
三、系統(tǒng)介紹：
（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1、污水信息采集點：每個監(jiān)控點安裝流量、PH、BOD、COD、氨氮、總磷、揮發(fā)酚等等多個在線式檢測儀器實時在線檢測污水的各個參數(shù)。數(shù)據(jù)采集器通過RS232/RS485/TTL等方式連接到所有的檢測儀器上，實時采集檢測儀器的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集器接入通信公司的GPRS網(wǎng)絡(luò),把采集到的數(shù)據(jù)實時上傳到一個有固定ip的數(shù)據(jù)服務(wù)器上。網(wǎng)絡(luò)對污水信息采集點的接入地點、時間、數(shù)量沒有限制可以隨時增減。可以滿足山區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)和跨地區(qū)接入的需求。只需要有g(shù)sm手機(jī)信號即可。
2、污水?dāng)?shù)據(jù)處理中心：污水?dāng)?shù)據(jù)處理中心可采用ADSL、LAN等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP。中心設(shè)置一個專用的污水?dāng)?shù)據(jù)處理服務(wù)器，各個污水采集點的數(shù)據(jù)實時發(fā)送到這個服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫中，由這個服務(wù)器上面的數(shù)據(jù)處理平臺軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和分析。
3、GSM /GPRS移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：
現(xiàn)場監(jiān)控點采集的數(shù)據(jù)經(jīng)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過中國移動的GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，最終傳送到監(jiān)控中心服務(wù)器上。
系統(tǒng)圖示如下：
（二）系統(tǒng)方案：
各監(jiān)控點使用數(shù)據(jù)傳輸終端，通過移動GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心相連。各污染源數(shù)據(jù)采集點使用移動通信公司統(tǒng)一的STK卡，同時監(jiān)控中心對各點進(jìn)行登記，保存相關(guān)資料以便識別和維護(hù)處理。各信息采集點運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)軟件，支持24小時實時在線，實現(xiàn)信息采集點24小時傳送采集的污水信息數(shù)據(jù)。
凡客戶授權(quán)的信息采集點均可以使用本系統(tǒng)：
1、水位信息采集點必須使用移動統(tǒng)一的SIM卡，用戶使用本卡只能用于與污水站數(shù)據(jù)通信功能。
2、終端設(shè)備使用廈門宇能電力科技有限公司提供的GPRS移動數(shù)據(jù)通信終端。
3、用戶登記，符合省級污水局的規(guī)定。
（三）產(chǎn)品特性：
污水信息采集傳輸系統(tǒng)采用GPRS傳輸方式。產(chǎn)品基于中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)，提供RS232、RS485、TTL接口，利用GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)實現(xiàn)無線聯(lián)網(wǎng)，產(chǎn)品支持各種行業(yè)應(yīng)用，如實現(xiàn)信用卡實時認(rèn)證、POS機(jī)的遠(yuǎn)程控制維護(hù)、遠(yuǎn)程業(yè)務(wù)點接入等。在污水信息采集傳輸系統(tǒng)方案中，CGC GPRS DTU可通過外置或嵌入方式與污水信息采集點設(shè)備連接。 1、支持900／1800／1900MHz三頻GSM/GPRS。
2、接口： RS232、RS485、TTL。
3、系統(tǒng)理論傳輸速率171Kbps，實際傳輸速率40Kbps。
4、支持Windows95/98/2000/XP/LINUX操作系統(tǒng)。
5、透明數(shù)據(jù)傳輸：CGC-DTU內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議，為用戶的數(shù)據(jù)設(shè)備提供透明傳輸通道；
6、自動撥號連接：CGC-DTU可配置上電自動撥號上網(wǎng)、連接網(wǎng)絡(luò)，同時支持用戶端發(fā)起命令連接或遠(yuǎn)程喚醒連接；
7、短信息備用數(shù)據(jù)通道：在GPRS網(wǎng)絡(luò)無法連接時可啟用短信作為備用數(shù)據(jù)傳輸通道；
8、短信息遠(yuǎn)程維護(hù)功能；
9、實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)連接情況，掉線自動重?fù)芄δ埽?nbsp;
10、提供主副IP及動態(tài)域名解析；
11、心跳報告時間間隔用戶可設(shè)定；
12、數(shù)據(jù)通信幀長度用戶可設(shè)定；
13、安裝靈活、使用方便、可靠。
（四）安全措施：
由于污水?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特殊性，本系統(tǒng)需要極高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性。安全保障主要是防止來自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無意的破環(huán)，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施包括信道加密、信源加密、登錄防護(hù)、訪問防護(hù)、接入防護(hù)、防火墻等。穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時不間斷運(yùn)行，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障，系統(tǒng)也不能中斷運(yùn)行。
對于特定用戶：可通過數(shù)據(jù)中心分配特定的用戶ID和密碼， 其他沒有數(shù)據(jù)中心分配的用戶ID和密碼的用戶將無法登錄進(jìn)入系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強(qiáng)。
數(shù)據(jù)加密：通過數(shù)據(jù)加密對整個數(shù)據(jù)傳送過程進(jìn)行加密保護(hù)。
網(wǎng)絡(luò)接入安全鑒定機(jī)制：采用防火墻軟件，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)和安全防范功能，保障系統(tǒng)安全。
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