基于GPRS的環保數據無線采集系統
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所有這一切，給環境監測部門提出了一個應引起重視的問題：如何建立起實用性強、覆蓋面廣、靈活性好的環保數據采集系統，滿足各方面對環境監測信息的需求。
在環保系統中，常常需要對眾多的污染排放點進行實時監測，大部分監測數據需要實時發送到管理中心的后端服務器進行處理。由于監測點分散，分布范圍廣，而且大多設置在環境較惡劣的地區，通過電話線傳送數據往往事倍功半。通過GPRS 無線網絡進行數據傳輸，成為環保部門選擇的通信手段之一。污染源監測設備可將采集到的污染數據和告警信息通過GPRS 網絡及時發送到環保監測部門，實現對排污單位或個人的及時管理，可以大大提高環保部門的工作效率。
一 項目需求
環保數據采集系統是一個由污染源排放監測點和監測中心組成的污染源監測系統。該系統可對污染源進行自動采樣、對主要污染因子進行在線監測；掌握城市污染源排放情況及污染源排放總量，監測數據自動傳輸到環保監測中心；由監測中心的計算機進行數據匯總、整理和綜合分析；監測信息傳至環保局，由環保局對污染源進行監督管理。
目前，各污染源排放監測點安裝污染源監測儀，對污染源進行監測。監測中心接收監測點傳輸的監測信息；并負責對監測信息進行分類、篩選和綜合分析。
環保局作為系統的決策中心，對從監測中心站獲得的監測信息進行分析、調研，及時作出管理決策，增加管理力度。
目前，省環保監測站與各采集點之間的數據通信主要采用手工抄錄或PSTN電話線傳輸。采用電話線傳輸數據時，由于每次撥號都需要等待，速度慢，而且費用也較高。同時，由于各監控點分布范圍廣、數量多、距離遠，個別點還地處偏僻，因此需申請很多電話線，而且有些監控點有線線路難以到達。
GPRS具有速度快、使用費用低的特點，其傳輸速度可達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，它具有組網靈活、擴展容易、運行費用低投，維護簡單、性價比高等優點。因此，可以采用GPRS 無線傳輸方式解決污染源監測數據的實時傳輸問題。
二 方案優點
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業務平臺上構建環保信息采集傳輸系統，實現環保信息采集點的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。經過比較分析，我們選擇中國移動的GPRS 系統作為環保信息采集傳輸系統的數據通信平臺。
GPRS 無線環保污染源在線監控系統具備如下特點：
1、實時性強
與短消息服務比較，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、處理多個/所有監測點的各種數據。可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。
2、可對各監測點儀器設備進行遠程控制
通過GPRS 雙向系統還可實現對儀器設備進行反向控制，如：時間校正、狀態報告、開關等控制功能，并可進行系統遠程在線升級。
3、建設成本少低：
由于采用GPRS 公網平臺，無需建設網絡，只需安裝好設備就可以，建設成本低；
4、監控范圍廣：
構建環保信息采集傳輸系統要求數據通信覆蓋范圍廣，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。由于環保信息采集點數量眾多，分布在全省范圍內，部分環保信息采集點位于偏僻地區，而且地理位置分散。
5、具有良好的可擴展性。由于目前GSM/GPRS 網絡已覆蓋省內絕大部分地區，基本不存在盲區，可實現大范圍的在線監控，滿足環保信息采集傳輸系統對覆蓋范圍的要求。
6、系統的傳輸容量大：
環保中心站要和每一個環保信息采集點實現實時連接。由于環保信息采集點數量眾多，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。
7、數據傳送速率高：
每個環保信息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達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。
8、通信費用低：
采用包月計費方式，運營成本低。
三、解決方案介紹
由于GPRS 通信是基于IP 地址的數據分組通信網絡，監測中心計算機主機配置固定的IP 地址，各個數據采集點采用GPRS 模塊和該主機進行通信。
（一）系統組成
1、環保信息采集點：
現場監控點通過數據采集模塊自動采集污染源信息，通過RS232 接口與GPRS 透明數據傳輸終端相連，通過GPRS 透明數據傳輸終端內置嵌入式處理器對數據進行處理、協議封裝后發送到GSM 網絡。
2、監控中心：
服務器申請配置固定IP 地址，采用省移動通信公司提供的DDN 專線，與GPRS 網絡相連。由于DDN 專線可提供較高的帶寬，當環保信息采集點數量增加，中心不用擴容即可滿足需求。
堅控中心服務器接受到GPRS 網絡傳來的數據后先進行AAA 認證，后傳送到監控中心計算機主機，通過系統軟件對數據進行還原顯示，并進行數據處理。
3、GPRS/GSM 移動數據傳輸網絡：
現場監控點采集的數據經GSM 網絡空中接口功能模塊同時對數據進行解碼處理，轉換成在公網數據傳送的格式，通過中國移動的GPRS 無線數據網絡進行傳輸，最終傳送到監控中心IP 地址。
（二）系統方案
各監控點使用GPRS 透明數據傳輸終端，通過移動GPRS 網絡與監控中心相連。各污染源數據采
點進行登記，保存相關資料以便識別和維護處理。各信息采集點運行監控系統軟件，支持24 小時實時在線，實現信息采集點24 小時傳送采集的環保信息數據。
凡環保局授權的信息采集點均可以使用本系統：
1、環保信息采集點必須使用移動統一的SIM 卡，用戶使用本卡只能用于與環保站數據通信功能。
2、終端設備使用欣立偉提供的GPRS 移動數據通信終端。
3、用戶登記：符合省級環保局的規定。
（三）產品特性
系統采用SINYWAY 系列GPRS 無線透明數據傳輸終端。產品基于中國移動的GPRS 網絡，具有高性能、高可靠及抗干擾能力強等特點，提供標準RS232接口可直接與計算機、RTU、PLC、GPS 接收機、數碼相機、數據終端等連接，傳輸速率達171Kbps，具有遠程診斷、測試、監管功能，滿足各行業調度或控制中心與眾多遠端站之間的數據采集和控制。
1、支持900／1800MHz 雙頻GSM/GPRS。
2、接口： RS232、RS485、RS422。
3、系統理論傳輸速率171Kbps，實際傳輸速率40Kbps。
4、支持Windows95/98/200/XP、LINUX 操作系統。
5、支持透明數據傳輸與協議轉換。
6、支持VPN 安全功能。
7、安裝靈活、使用方便、可靠。
（四）安全措施
由于環保數據采集系統的特殊性，本系統需要極高的系統安全保障和穩定性。安全保障主要是防止來自系統內外的有意和無意的破環，網絡安全防護措施包括信道加密、信源加密、登錄防護、訪問防護、接入防護、防火墻等。穩定是指系統能夠7
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