利用世紀(jì)星組態(tài)軟件和GPRS實(shí)現(xiàn)環(huán)境在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 前言

在環(huán)境日益惡化的今天，建立完整的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是非常必要。合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署下屬的全球和地區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)的協(xié)調(diào)中心。簡(jiǎn)稱GEMS。根據(jù)1972年在斯德哥爾摩召開(kāi)的聯(lián)合國(guó)人類環(huán)境會(huì)議的建議于1975年正式成立。地址在肯尼亞首都內(nèi)羅畢。它系統(tǒng)地收集、分析和評(píng)價(jià)各種環(huán)境狀況變化因素的數(shù)據(jù)和環(huán)境在時(shí)間和空間上的變化情況，但不直接承擔(dān)具體的監(jiān)測(cè)工作，而是負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)國(guó)際上有關(guān)的監(jiān)測(cè)活動(dòng)，特別是聯(lián)合國(guó)系統(tǒng)各組織的有關(guān)活動(dòng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)支持的活動(dòng)主要有5個(gè)方面：氣候的觀測(cè)，污染物遠(yuǎn)程遷移的監(jiān)測(cè)，人體健康的檢驗(yàn)，陸地可更新資源的監(jiān)測(cè)，海洋污染狀況的監(jiān)測(cè)。列舉的國(guó)際監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括4大類：生態(tài)監(jiān)測(cè)，污染物監(jiān)測(cè)，自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)，環(huán)境監(jiān)測(cè)研究。我國(guó)從1978年起先后參加了大氣污染監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、食品污染監(jiān)測(cè)、人體接觸環(huán)境污染物評(píng)價(jià)點(diǎn)監(jiān)測(cè)等活動(dòng)。全球環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)先從各參加國(guó)收集各種各類的監(jiān)測(cè)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)的性質(zhì)按一定程序匯合集中，把從不同國(guó)家和不同實(shí)驗(yàn)室收集來(lái)的數(shù)據(jù)加以校準(zhǔn)，使之可以相互比較，最后予以評(píng)價(jià)。

2 系統(tǒng)方案組成

整個(gè)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由環(huán)境監(jiān)控中心、GPRS監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。

2.1環(huán)保監(jiān)控中心

污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控中心服務(wù)器上安裝世紀(jì)星監(jiān)控軟件并連接到互聯(lián)網(wǎng)。世紀(jì)星服務(wù)器軟件由數(shù)據(jù)采集、圖形界面和過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)共同組成。環(huán)境實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)由世紀(jì)星軟件采集后，能自動(dòng)保存歷史記錄，并能按要求繪制成各種曲線。

2.2 GPRS網(wǎng)絡(luò)

由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)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)，利用GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。污染監(jiān)測(cè)設(shè)備將采集到的污染數(shù)據(jù)和告警信息，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)發(fā)送到環(huán)保監(jiān)察部門，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)排污單位或個(gè)人的及時(shí)管理。GPRS網(wǎng)絡(luò)引入了分組交換和分組傳輸?shù)母拍?，這樣使得GSM網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持從網(wǎng)絡(luò)體系上得到了加強(qiáng)。GPRS其實(shí)是疊加在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)的另一網(wǎng)絡(luò)，GPRS網(wǎng)絡(luò)在原有的GSM網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上增加了SGSN（服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）、GGSN（網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）等功能實(shí)體。GPRS共用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)的BSS系統(tǒng)，但要對(duì)軟硬件進(jìn)行相應(yīng)的更新；同時(shí)GPRS和GSM網(wǎng)絡(luò)各實(shí)體的接口必須作相應(yīng)的界定；另外，移動(dòng)臺(tái)則要求提供對(duì)GPRS業(yè)務(wù)的支持。GPRS支持通過(guò)GGSN實(shí)現(xiàn)的和PSPDN的互聯(lián)，接口協(xié)議可以是X.75或者是X.25，同時(shí)GPRS還支持和IP網(wǎng)絡(luò)的直接互聯(lián)。

利用中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)GPRS模塊將監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心系統(tǒng)連接起來(lái)，負(fù)責(zé)所有數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)傳輸。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

基于世紀(jì)星組態(tài)軟件的污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在全面監(jiān)測(cè)企業(yè)污染物排放狀況的同時(shí)，還可以將企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)畫面?zhèn)魉偷江h(huán)保局，實(shí)現(xiàn)污染源可視化管理?！妒兰o(jì)星組態(tài)軟件》是在PC機(jī)上開(kāi)發(fā)的智能型人機(jī)接口（HMI）軟件系統(tǒng)，運(yùn)行于 Windows 98/2000/NT/XP 中文操作系統(tǒng)平臺(tái)，全中文界面。產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用國(guó)際先進(jìn)的組態(tài)理念，吸收當(dāng)前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)組態(tài)軟件的優(yōu)秀成果，并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)測(cè)試和眾多行業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐?！妒兰o(jì)星組態(tài)軟件》運(yùn)行系統(tǒng)是世紀(jì)星的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，用于顯示開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中建立的動(dòng)畫圖形畫面，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)與 I/O 服務(wù)程序的數(shù)據(jù)交換。它通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理從工業(yè)控制對(duì)象采集到的各種數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)的變化用動(dòng)畫的方式形象地表示出來(lái)，同時(shí)完成報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)記錄、趨勢(shì)曲線等監(jiān)視功能。具體有以下特點(diǎn)：

3.1 兼容性強(qiáng)

世紀(jì)星組態(tài)軟件提供豐富的接口類型，使用者可以連接國(guó)內(nèi)外大部分的系統(tǒng)，也可以通過(guò)開(kāi)放接口開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用程序。世紀(jì)星同樣兼容大部分國(guó)產(chǎn)、進(jìn)口的在線監(jiān)測(cè)儀表，簡(jiǎn)單及方便組態(tài)連接。

3.2 全面控管

采用世紀(jì)星組態(tài)軟件的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)污染源的全面、實(shí)時(shí)、網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)測(cè)體系。只需觀察屏幕上各個(gè)企業(yè)的圖標(biāo)樣式或顏色即可了解所有企業(yè)各個(gè)污染物排放口的設(shè)備運(yùn)行情況；同時(shí)還可以通過(guò)表格和曲線瀏覽企業(yè)污染物排放的詳細(xì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

3.3 實(shí)時(shí)在線

基于GPRS實(shí)時(shí)在線的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)接入服務(wù)器和各個(gè)GPRS數(shù)據(jù)采集終端保持實(shí)時(shí)在線連接。使環(huán)保部門可以及時(shí)準(zhǔn)確掌握各個(gè)企業(yè)污染物排放口的實(shí)際運(yùn)行情況、污染物排放的發(fā)展趨勢(shì)與動(dòng)態(tài)。

3.4 報(bào)警與預(yù)警

以聲音、圖標(biāo)顏色變化、表格中數(shù)值的顏色、手機(jī)短信（向預(yù)先設(shè)定的手機(jī)上發(fā)送相應(yīng)的報(bào)警信息）等形式提供多樣化的報(bào)警功能。精確地給出具體的超標(biāo)數(shù)值，超標(biāo)時(shí)間，超標(biāo)排放量、超標(biāo)排放介質(zhì)量，為強(qiáng)化監(jiān)理工作提供了詳實(shí)可靠的依據(jù)。

3.5統(tǒng)計(jì)與分析

將污染源在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和報(bào)警信息進(jìn)行全方位多角度的分類匯總與統(tǒng)計(jì)分析，充分滿足各種統(tǒng)計(jì)要求。以圖標(biāo)、表格、圖形等豐富多樣的形式實(shí)時(shí)展現(xiàn)各排污口設(shè)備的運(yùn)行狀況、污染物排放濃度、流量、排放量等信息，以及污染物排放口的發(fā)展趨勢(shì)與動(dòng)態(tài)。從多種角度和層面來(lái)統(tǒng)計(jì)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提供全面的報(bào)表和統(tǒng)計(jì)圖表。

4 總結(jié)

利用世紀(jì)星組態(tài)軟件和GPRS無(wú)線傳輸技術(shù)，很好的解決了環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中要求監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、監(jiān)控點(diǎn)多、相隔距離遠(yuǎn)、監(jiān)控環(huán)境惡劣等問(wèn)題。將突發(fā)性水質(zhì)污染、大氣煙塵控制的監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)技術(shù)手段與多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通訊網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、傳輸、顯示研究，使環(huán)境監(jiān)測(cè)具有實(shí)時(shí)性、甚至可遠(yuǎn)程控制污染企業(yè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)有效控制環(huán)境污染、保護(hù)環(huán)境，保護(hù)人民生產(chǎn)生命安全具有重要意義。