3G/4G无线在环境监控中心实时监控系统应用方案 当前位置:首页仪电自控
 

    一、网络概述

    3G/4G无线是目前解决移动通信信息服务的一种较完美的业务,它是以数据流量计费、覆盖范围广泛、数据传输速度更快。3G/4G无线的推出,为行业和企业用户开展无线办公提供了基础设施平台,为推动移动办公的应用和发展创造了有利条件。与有线网络相比,3G/4G网络具有传输速度更快、租用费用低、移动办公,不受地域制约等优点。3G/4G的出现为企业和行业用户开展无线办公提供了一种新的选择。


    二、系统功能特点

    1.系统采用了先进的无线/有线数据通信技术。传输方式以3G/4G无线数据终端传输方式为主,结合电话线、IP宽带网、3G/4G公网传输方式,组网灵活方便,传输速度快捷。采用无线数传方式采集一个污染源的数据时间小于5秒,真正做到在线实时采集。
    2.系统采用区/县、市、省、国家四级联网结构,地方各级均可通过软件与国家联网,也可通过本系统软件直接与国家联网,并可把数据存入国家信息中心数据仓库。
    3.系统软件与监理部门工作紧密结合,不但可以自动调取安装有在线传输系统的单位的数据,还有人工录入界面,方便大量暂时没有安装在线设备的单位的污染源资料的录入(例如由监测站人工测量的数据),软件可自动对这些数据分析计算,得出日报表、月报表等数据报表及曲线图。
    4.系统软件采用B/S(Browse/Server)模式,各工作站不必进行任何的配置,通过环保局的计算机局域网,各部门可用浏览器方便地调用及录入各部门相关的信息,其所需的报表、曲线的数据可以直接打印输出,而且本系统提供完整的办公流程,进行网上办公。如果你出差到外地或在家中,你也可用授权密码进行远程访问,真正做到24小时随时随地了解本部门的工作动态及在线监测数据。
    5.本系统的数据存储方式与传统的不同。 以前环保系统主要是采用黑匣子在企业前端存储数据,这是由当时的系统非实时性造成的(早期通过环保局人工读取或通过电话线调取数据周期都很长,造成数据必须在前端存储较长时间)这样将造成前端设备造价较高,且数据分散存储在大量的企业前端,一旦黑匣子遭破坏则易造成数据丢失。本系统由于采用3G/4G/CDMA无线数据终端快速调数方式,前端可不必安装黑匣子和适配器,各式传感器可直接连接终端(原已安装黑匣子的企业,可保留黑匣子与智能终端相连),这样前端整体造价降低且减少了环节,提高了系统可靠性。而数据由于实时采集回环保局中心计算机数据库中保存,安全可靠,且调用方便。本系统软件可随时检索调出多个企业的10分钟曲线,而采用电话拨号方式只能在电话连接某家企业时才能显示,平时只能显示日曲线。
    6.本系统高度自动化,可无人值守,污染源超标排放可自动报警并打印。
    7.本系统可显示监测点污染物的10分钟、日、月、年等排放曲线,并可与其污控设施运行状态图结合进行相同时段内情况比较,可做企业或同类监测数据历史同期比较(纵向比较)、同类型企业同时段比较(横向比较)等等,并可生成各种报表(包括横向、纵向比较数据及应收\实收费数据计算)并打印。
    8.本系统软件与环保局办公自动化相结合,可逐步实现无纸化办公。
    9.本系统留有与烟尘黑度监控系统的数据接口,可通过烟尘黑度、烟尘排放总量/排放浓度、对企业的烟尘处理设施运行状态等多方面进行自动综合分析。
    10.系统采用模块化设计,组合灵活方便。


    三、系统技术参数

    1.采用3G/4G无线数据终端传输前端采样时间:≤3秒 (加中继时≤5秒)
    2.采用3G/4G无线数据终端自动采样:间隔10分钟(可自由设定)
    3.自由设定超标报警;
    4.可人工/自动补录数据,自动对数据进行分析,生成各种图表;
    5.配置GIS软件,辅助决策;
    6.中心数据库可自动生成备份;
    7. 3G/4G/CDMA无线数据终端:可直接连接各式传感器,可连接各厂家生产的黑匣子,可监控污控设备运行状态,可接各种COD、TOC等在线仪器设备。


    四、系统模块

    数据采集模块
    CM3150P 3G/4G DTU采用ARM9高性能工业级嵌入式处理器,以实时操作系统为软件支撑平台,超大内存,内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈。为用户提供高速,稳定可靠,数据终端永远在线,多种协议转换的虚拟专用网络。针对网络流量控制的用户,产品支持语音,短信,数据触发上线以及超时自动断线的功能。同时也支持双数据中心备份,以及多数据中心同步接收数据等功能。公司产品已广泛应用于金融,水利,环保,电力,邮政,气象等行业。


    五、 建议选用设备说明



 

    A、前端
    (1) 3G/4G无线数据终端 采用厦门才茂通信技术有限公司提供的CM3150P 3G/4G DTU,安装在企业监控点的设备。可接其他公司生产的二次仪表,可直接连接污水、烟尘监测传感器,可监控污控设施运行状态。
    (2)烟(粉)尘排放在线监测器 用于对烟(粉)尘污染源排放总量/排放浓度实时在线监测,安装在烟道上,每个烟道安装一个。
    (3)超声波明渠流量探测器 用于对污水流量的测量,安装在污水明渠中。
    B、中心
    (1)中心标准版(网络版)软件 含无线数据采集,GIS查询定位标示(建库信息录入除外),带WEB浏览功能,数据图表,手工录入,预留烟尘黑度系统接口,可对黑度值生成图表分析,可与国家局联网。 另外可增加以太网数据转换终端,收费管理应用模块,办公室管理应用模块等等。
    (2)其它软件及硬件设备 服务器、电脑、打印机等相关计算机设备和平台软件。


    六、功能与框图

    1、数据传输方面的比较

 

 

3G/4G无线数据终端

原电话线在线传输系统

数据传输方式

以无线数传为主,可兼容电话线、GSM、宽带网等多种传输方式

仅支持电话线传输方式

数据采集速度

对企业每个端站的数据采集速度≤5秒,每10分钟对全部企业进行一遍轮询,真正做到高速在线采集

对企业每个端站的数据采集速度平均约需5分钟

系统对外部的依赖性

采用无线数传专网为主要传输手段,采用超强纠错技术,误码率极低,数据可靠、快速,不受外部因素的制约

依赖电话线,易受电信企业制约

系统受外部的影响性

在系统规划时,对现场进行电测,可避免外界的无线电干扰。

电话线路的故障易造成系统瘫痪

系统故障的自诊断性

系统一旦发生故障,可快速判断故障点并迅速排除

系统故障点不易判断,且如果为电话线路故障,还需通过电信部门解决

系统资源被盗用的可能性

由于是专网,不存在被盗打的情况

电话易被企业职工盗打,影响网络正常通信,且增加通信费用,造成通信费用不易控制

系统运行费用

永远在线,按流量收费,运行费用低廉。

每个企业端站需安装一部电话,环保局中心亦需安装若干电话(电话初装费约310元/部,基本月租18元/部/月,电话通信使用费若干)。运行费用较高。


    2、中心软件方面的比较

 

中心软件模式

原电话线在线传输系统

中心软件模式

采用B/S(浏览器)模式,方便数据的共享使用

主要为单机版,数据共享不方便

软件兼容性

可将采集的数据送给在线软件分析或将数据取回分析

一般

联网性能

系统采用区/县、市、省、国家四级联网结构,地方各级均可与国家联网,并可把数据存入国家信息中心数据仓库

系统采用区/县、市、省、国家四级联网结构,地方各级均可与国家联网

可操作性

根据不同科室进行界面设计,真正满足不同科室的业务需要,操作简单

工作界面在一起,没有真正做到按业务需要设计界面,操作不易

GIS地理 信息系统

配置GIS地理信息系统软件,可方便地在电子地图上查找(人工或自动)污染源的信息,而且方便今后扩充监理车GPS调度指挥系统

目前无GIS软件

实时分析功能

对所有端站数据能进行即时采集分析

仅能对正在通信的端站进行即时采集分析

远程办公、访问功能

系统提供完整的办公流程,进行网上办公。可做到24小时随时随地了解本部门的工作动态及在线监测数据。

无此功能

数据存储方式

数据实时存储在环保局中心服务器数据库中,并可做备份,数据安全性高,使用方便

数据主要存储在企业端站中,存储分散,易丢失,使用不便

可扩展性

软件留有与烟尘黑度监控系统的数据接口,对企业的烟尘污染可通过烟尘黑度、烟尘排放浓度/排放总量、除尘设施运行状态等多方面进行自动综合分析

无此功能

自动化程度

可做到无人值守,数据自动采集,超标报警

必须有人值守,无超标报警功能

软件设计重点

软件设计中不但考虑到数据传输的实时性和安全性,更考虑到数据的使用,即如何利用采集到的数据为环保工作服务

更多地考虑电话线传输,忽视了系统的使用效率


    3、企业端站方面的比较

 

 

3G/4G无线数据终端

目前使用的一些端站

端站组成

RS232接口,可灵活组合.接超声波探测器即污水流量计;接澳洲产EMS6型监测器即烟(粉)尘在线监测仪;接污染处理设施又是一台设备运行状态监测仪;接原有各种在线监测仪表又相当于黑匣子和适配器。

一般由传感器、二次仪表、黑匣子、适配器等组成

设备可靠性

由一台设备代替了二次仪表、黑匣子、适配器等众多设备,减少了故障点

设备众多,易出故障

可维护性

设备为一个厂家出品,维护方便快速

多个厂家产品,系统一旦出现故障,厂家之间易扯皮

数据可靠性

数据实时传送回环保局,主要存储在中心服务器中,数据安全可靠,企业前端设备保留最近15天的数据

数据存储在企业的黑匣子中,一旦黑匣子损坏,企业数据将丢失,而黑匣子较服务器出现故障的概率要高得多

数据使用方   便性

数据实时存储在中心,调用方便

数据分散存储在前端黑匣子中,调用不是十分方便


    七、总 结
    环境监测现在越来越受到各国领导人的重视,中国这几年环境受到了国家领导的极大重视,采利用现代通信技术和计算机技术以及环境监测技术结合在一起,可以实现环境监测的实时性、准确性和应用性等方面都多方面优势。