基于GPRS 的無線監測系統設計原理和實現方案
本文提出了一種基于GPRS 的無線監測系統設計原理和實現方案，簡要介紹了GPRS 技術的基本知識，描述了GPRS 無線傳輸應用于環保行業數據傳輸的實現方法。通過實際應用，獲得了理想的效果。
一、背景介紹
城市污水處理設施建設已提到了城市基礎設施建設的突出位置，使城市污水處理設施建設進入了一個新的發展階段。但目前全國各地對污染源和排污河渠的水質監測仍停留在手工監測階段，難以反映企業及城市污水排放連續變化的情況。在水資源污染方面不斷加強治理，但因為環境保護意識的淡薄及利益的驅使等諸多因素，隨意偷排污水和非達標排污，造成環境嚴重污染的情況時有發生，因此在監測監管方面提供一個有效，實用，先進的監控系統和解決方法，建立污水處理在線監測系統顯得極為迫切，提高水質監測能力，勢在必行。
二、本系統方案優勢
在污水治理監測項目中，所涉及的污水處理監測系統，很多必需無人值守設備或監測點，受到地形、氣候、監測范圍等因素影響，不適合用有線通信和無線數傳電臺等數據傳輸方式， 而且它們還具有移動性差、成本高、擴展性差、設備維護不方便等缺點，而移動GPRS網絡具備如下特點：
1、建設周期短，成本低：
GPRS無線網絡可為系統提供了簡單高效的通信傳輸手段。中國移動GPRS系統可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業務平臺上構建在線監測系統，無線數據傳輸具有可充分利用現有網絡，縮短建設周期，降低建設成本的優點，而且設備安裝方便、維護簡單。
2、實時性強：
由于GPRS具有實時在線特性，系統無時延，無需輪巡就可以同步接收、處理所有數據采集點的數據。可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。
3、可對環保設備進行遠程控制：
通過GPRS雙向通訊方式還可實現對環保設備進行遠程控制，進行參數調整，開關等控制作用。
4、集抄范圍廣：
GPRS覆蓋范圍廣，在無線GPRS網絡的覆蓋范圍之內，都可以完成對設備的控制和管理。而且，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。
5、系統的傳輸容量大：
環保數據中心要和每一個數據采集點保持實時連接。由于數據采集點數量眾多，系統要求能滿足突發性數據傳輸的需要，而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要。
6、數據傳送速率高：
每個數據采集點每次數據傳輸量在10Kbps之內。GPRS網絡傳送速率理論上可171.2kbit/s，目前GPRS實際數據傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統數據傳輸速率（≥10Kbps）的需求。
7、通信費用低：采用包月計費方式，運營成本低。
8、系統易于擴展和維護。
由于GPRS通信是基于IP地址的數據分組通信網絡，因此監測中心計算機需要一個固定的IP地址或固定的域名，各個數據采集點采用GPRS模塊通過IP地址或域名來訪問該主機，從而進行數據通信。
三、系統組成
1、本系統是由污水排放監測點、監測中心站組成的污水監測系統。該系統可實現對企業廢水和城市污水的自動采樣、流量的在線監測和主要污染因子的在線監測；實時掌握企業及城市污水排放情況及污染物排放總量，實現監測數據自動傳輸；由監測點對水質參數自動采集、處理、保存和遠程通訊傳輸，監測中心站的計算機控制中心進行數據匯總、整理和綜合分析；監測信息傳至環保局，由環保局對企業進行監督管理。
2、污水處理監測點利用各種傳感器或專用儀表，采集與污水處理有關的物理，化學參數。如污水處理設備運行狀況，工業用水排放污水流量，污水PH值，污水的相對濁度等。各種數據從監測儀的通信口傳送到東方訊GPRS DTU，由東方訊GPRS DTU把數據打成TCP/IP 包，發送到東方訊GPRS DTU中設定的具有固定IP地址或者域名的監控中心站數據中心服務器端口上。
3、監控中心站計算機系統主要由數據通信子系統，數據處理子系統和報表系統組成，主要完成的功能有數據通信，數據處理，報表統計分析等。
數據處理子系統，報表系統作為主要的人機交互界面，收監測點傳輸來的信息和其他污染源的監測信息；負責對監測信息分類，篩選和綜合分析；完成對數據的統計，運算，處理，能自動生成各種報表；具有存儲，顯示，記錄，打印，統計等功能，而且還可以向監測點發送有關查詢命令和控制信息。
4、各監測點的東方訊GPRS DTU上電后自動撥到GPRS網絡，和預先設定的IP地址或者域名建立TCP鏈路，這樣監控中心和各個監測點間就實現了雙向傳輸數據。
四、 系統安全性
以上方式是通過Internet(CMNET)實現的，這樣用戶的實現成本比較低。如需要高可靠性數據傳輸。中國移動為這種應用提供了直接接入GPRS網絡的方式。數據中心服務器通過專線方式接入GPRS移動基站，并獲得一個固定的IP地址。監測點數據無需路由到Internet網絡，監測點DTU也采用固定IP地址的SIM卡。采用這種方式組成點對多點網絡具有實時性好，安全性高的特點，但接入費用相對較高。
五、 總結
該系統和傳統監測方式相比，實現了水排放量及理化參數量數據的自動提取和隨機抽取、污水處理設備運轉情況的自動提取監控和非正常情況下的報警、污水排放主要理化指標超標自動報警、排污費的自動計費、數據統計報表自動生成。同時該系統運行費用低，系統容易擴展，留有數據接口，通過配置或改變不同的傳感器，系統也適用于大氣和噪音監測，與有線MODEM、無線數傳電臺數據傳輸相比，該系統在技術上更具先進性。
從經濟效益和社會效益來說，過去對企業的惡意偷排和閑置排污設備運行等不法行為難以察覺、難以監管、近乎束手無策，這是個全國性的難題。本系統對污水偷排、污水主要理化指標超標排放、污水處理設備閑置，均能及時發現并自動報警。系統造價不高，不需要太多的投資，企業能夠承受，便于大規模推廣。
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