无线振动测量系统

系统方案组成

水质监控中心

监控中心服务器通过ADSL或电话拨号接入Internet，或申请配置专线，通过光纤、DDN

等数据专线直接和移动中心机房的GPRS/CDMA 网络连接。监控中心服务器上安装相关监控系统软件。监控系统软件包括监控中心服务器、数据库服务器两个部分。

1、监控中心服务器实现实时监控、数据管理分析、业务管理等功能；

2、数据库服务器进行数据存储、备份；

具体实现时，监控中心服务器、数据库服务器可以安装在一台服务器中，也可以安装在不同服务器中。

软件系统特点：

1、 纯JAVA系统设计：采用JAVA技术进行设计开发，具有强大的稳定性、安全性、兼容性、可扩展性；

2、 先进的B/S结构：系统使用先进的B/S结构，用户只需要使用浏览器就可以通过环保内部的网络完成污染源管理和污染源监控功能。使用BS 结构不仅极大的方便了环保部门相关人员的使用，而且为环保局未来向公众公公布环境数据提供了方便。

3、 管理决策支持：基于完整的、实时的业务数据，智能的决策支持系统可以为管理者提供丰富的决策支持信息，实现业务运营的有效管理。

4、功能扩展性：整个系统具有极强的开放性和可伸缩性，可以方便的与各类数据分析软件连接，为环保局和其他政府部门共享信息提供了方便。

GPRS/CDMA无线传输终端

水质监控仪器通过RS232 串口直接与正伟环保专用GPRS/CDMA无线传输数传设备（智能型GPRS/CDMA调制解调器）连接，并由其建立无线数据连接与监控中心进行双向数据通信。水质监控仪器包括污水流量计、COD（含氧量）/BOD（生物耗氧量）、PH 探头等测量仪可根据系统实际监控地点的需求选择对应测量仪器。

系统功能

实时监控

对企业监测点的排污量、设备运行等情况进行实时监控，并以人性化的界面显示有关数据；

数据接收

数据接收方式有两种，一种是监测点通信控制器定时向中心返回监测数据（一般按1个小时返回，也可以通过用户设置）；一种是通过中心向监测点通信控制器发送查询指令，监测点通信控制器返回当前监测的实时数据；

报警处理

当监测到排污超标、检测设施非正常关闭等事故时，软件能自动识别事故类型，并及时向环境监理部门发送报警信息，使环境监理部门能够以最快的速度及时对企业的违规行为进行纠正、制止，从而保证了环境监理信息传递的顺畅、完整；

统计分析

a) 对所选择污染源监测点的监测数据进行各种分析，以曲线图、直方图和表格等形式进行显示。可选择行业、区域、时间段等条件。包括污染源分析、污染源对比分析、综合分析、综合对比分析和监理报告资料分析等；

b)污染源分析可根据条件对污染物排放量和污水排放量进行分析；

c) 污染源对比分析可根据条件对某一污染源进行按月分析和按年分析；

d) 综合分析可根据条件对污染物、污染类型（水）和治理设备（运行时间）进行分析；

e) 综合对比分析可根据条件对污染物、污染类型（水）和治理设备（运行时间）进行按月分析和按年分析；

数据存储

本设备能自动监测、记录、存储、传送数据，实时采集各类环保测量仪器的输出信号，并将测量数据通过无线远程发送至环保监控中心，同时将数据保存在本机大容量数据存储器中。

参数设置

1、可按照设置的时段采集一组数据，并实时发送至环保监控中心。GPRS/CDMA 网络是全球分布最广的无线网络，使用GPRS/CDMA 的优势在于实时、无线、远程、误码率极低、安装简便无需布线等特点。

2、可按照设置的时段采集一组数据，并保存在本机内部大容量数据存储器中；

3、可以通过串行接口对系统各项运行参数进行设置。对每个通道的采样数据进行物理量的换算对应，从而使终端保存或发送的数据都是符合现场测量指标的数据；

4、可通过串行接口访问机内大容量存储器中的数据。将终端保存数据保存到计算机数据库中，以备分析备案；

5、可按照条件设置系统各通道的报警条件，触发报警，并可实时将报警信号发送至监控中心。

四、无线水质监测系统的优势

     中国移动或者中国联通GPRS/CDMA系统可提供广域的无线IP连接。在移动或联通通信公司的GPRS/CDMA业务平台上构建水质监测采集传输系统，实现水质监测采集点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。经过比较分析，我们选择中国移动的GPRS/CDMA系统作为水质监测采集传输系统的数据通信平台。 
GPRS/CDMA无线水质监测系统具备如下优势：  
1、实时性强：  
GPRS/CDMA具有实时在线特性，系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个或所有监测点的各种数据。可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。  
2、可对各监测点仪器设备进行远程控制： 
通过GPRS/CDMA双向系统还可实现对仪器设备进行反向控制，如：时间校正、状态报告、开关等控制功能，并可进行系统远程在线升级。 
3、建设成本少低： 
由于采用GPRS/CDMA公网平台，无需建设网络，只需安装好设备就可以，建设成本低。 
4、监控范围广：  
构建水质监测采集传输系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。由于水质信息采集点数量众多，分布在全省范围内，部分水质信息采集点位于偏僻地区，而且地理位置分散。 
5、具有良好的可扩展性: 
由于目前GPRS/CDMA网络已覆盖省内绝大部分地区，基本不存在盲区，可实现大范围的在线监控，满足水质信息采集传输系统对覆盖范围的要求。 
6、系统的传输容量大： 
水质监测中心站要和每一个水质信息采集点实现实时连接。由于水质数据信息采集点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS/CDMA技术能很好地满足传输突发性数据的需要。 
7、数据传送速率高： 
每个水质信息采集点每次数据传输量在10Kbps之内。GPRS网络传送速率理论上可达171.2kbit/s，目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足本系统数据传输速率（≥10Kbps）的需求。 
8、通信费用低： 
采用包月计费方式，运营成本低。 

五、安全措施： 

由于水质监测系统的特殊性，本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。 以GPRS为例，数据中心可通过公网使用VPN接入到移动GPRS网，采用VPN方式成本比较低，企业不用租用专线，还可以利旧使用原有的VPN设备，移动终端需要安装具有VPN二次虚拟拨号的功能的软件。通过VPN方式，客户端在连接应用服务器前，要经过Radius服务器的认证整个数据传送过程得到了加密保护，安全性比较高，可充分保障速度和网络服务质量。另外，数据中心也可以采用APN接入方式，租用专线接入到移动公司的GGSN设备上，这种成本高，安全性高、稳定可靠。对于安全性要求非常高的系统，可考虑在专用APN接入的基础上再加上VPN接入方式的混合接入方式，进一步提高系统的安全性。

1、VPN虚拟专网模式：企业内部网络中配置VPN服务器，移动终端加载具有VPN二次虚拟拨号的功能的客户端软件。采用VPN安全技术，用户通过接入企业内部虚拟专网的方式与Internet进行隔离，可对整个数据传送过程进行加密保护，有效避免非法入侵。

2、用SIM卡的唯一性：对用户SIM卡手机号码进行鉴别授权，在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定，划定用户可接入某系统的范围,只有属于指定行业的SIM卡手机号才能访问专用APN，移动终端与数据中心采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入，普通手机的SIM卡号无法呼叫专门的APN。 

3、对于特定用户：可通过数据中心分配特定的用户ID和密码， 其他没有数据中心分配的用户ID和密码的用户将无法登录进入系统，系统的安全性进一步增强。

4、数据加密：通过VPN对整个数据传送过程进行加密保护。

5、网络接入安全鉴定机制：采用防火墙软件，设置网络鉴权和安全防范功能，保障系统安全。 

六、系统成本

七、结论：

    采用有线方式，租用静态IP目前费用比较高约800~1500元/月。采用GPRS/CDMA无线方式，系统流量费用目前有包月制和按数据量两种收费方式，GPRS按流量计算0.01元K，而包月制20元/月有50M流量，可满足省水质监测局目前水质数据采集系统的实际数据量，估计日后其费用会逐步降低。对于水质监测局等用户来说，由于通信费用较低，享受到了实惠。另外，由于接入设备可以移动，当水质观测站和水质信息采集点搬迁时设备可随之迁移并可继续使用，可以保护用户原有投资，适合于水质信息采集工作的特点。 
    采用GPRS/CDMA构建水文数据采集系统，不仅能很好地满足水质信息采集监测的需求，而且，做为网络运营商的移动或联通通信公司也将因此获得业务稳定的集团用户，随着用户数量的增加，移动或联通通信公司的营收也随之增加，调动了运营商的积极性，符合网络建设和网络应用同步发展的要求。