基于物联网技术的环境监控监测解决方案.doc

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基于物联网技术的环境监控（监测）解决方案

方案概述

  环境保护是我国的一项基本国策。

随着我国环境保护事业的发展，环境管理工作不断深化，信息化已成为提高环境管理与决策水平的重要技术基础。

“九五”期间，国家环境保护总局明确提出了我国环境信息化建设的奋斗目标，将环境信息化建设作为环境管理能力建设的一项重要工作，积极推进环境信息化建设的发展。

随着信息技术、网络技术的飞速发展，我国环境信息化建设工作也得到了较快发展，以国家级环境信息网络系统为中枢、省级环境信息网络系统为骨干、城市级环境信息网络系统为基础、县级环境信息网络系统为补充的四级全国环境信息网络系统已初具规模。

环境信息网络系统建设、环境管理办公自动化应用、环境管理数据库系统开发、地理信息系统应用、环境信息共享和发布，以及Internet/Intranet等一系列信息技术、网络技术的开发与应用，都取得了很大进展，并在环境管理工作中得到了广泛应用，为环境管理和决策提供了良好的技术服务与支持。

  本方案主要针对城市环境的在线监测，系统由污染源在线监测系统、水质自动监测系统、城市空气质量监测系统、城市噪音监测系统、以及监测中心组成的。

该系统可进行自动采样、对主要污染因子进行在线监测；掌握城市污染源排放情况及污染排放总量，监测数据自动传输到环保监测中心；由监测中心的服务器进行数据汇总、整理和综合分析；监测信息传至环保局，由环保局对污染源进行监督管理。

  本方案中采用宝信工业通信网关iCentroGate、宝信企业高性能实时数据库iHyperDB、宝信一体化监控指挥平台iCentroView，实现环境数据实时在线检测与分析、辐射源实时跟踪与应急事故处理，使用户方便、快捷了解监测源动态变化，提高环境管理与应急能力，形成生产管理与环境监督管理体制。

业务需求

  *对空气、噪声、烟气、水质、固定污染源等各种环境污染指标需进行连续不断的实时在线检测；

  *环境监测设备各式各样，种类繁多，且遍布区域各地，采集并传输数据有一定困难；

  *环境监测数据点多、变化快，海量数据的实时存储是一大挑战；

  *视频、GIS、定位系统、监测系统、短信平台等各类系统需要有机的集成在一起，利于事件的确认和跟踪。

方案目标

  * 全面：

实现对空气、噪声、烟气、水质、固定污染源的全面监管；实现将视频、GIS、定位系统、监测系统、短信平台等各类应用整合为一体，为用户提供全面的环保监测与管理系统。

  *实时：

对各种污染指标连续不断实时采集和监控。

  *智能：

实现环境污染及排放自动符合标准；发现指标超标则自动响应；智能生成各类环境报表与统计分析，便于科学定量的环境管理决策。

方案描述

总体设计

  本方案主要基于物联网技术，分现场设备层、网络通信层、系统平台层、管理应用层。

  现场设备层有空气、水质、噪声、固定污染源等多类监测设备，采用宝信工业通信网关iCentroGate实时采集并转发各类环保设备的数据。

  网络通信层主要负责数据的传输，通过一类是基于TCP/IP协议的，如通用无线分组业务（GeneralPacketRadioService缩写GPRS）、非对称数字用户环路（AsymmetricalDigitalSubscriberLoop缩写ADSL）、码分多址（CodeDivisionMultipleAccess缩写CDMA）等。

另一类是基于非TCP/IP协议的，如：

公共电话交换网（Publicswitchedtelephonenetwork缩写PSTN）、短消息数据通讯等。

由于污染源现场一般环境比较恶劣、偏远，大部分采用GPRS、CDMA等无线网络。

  系统平台层主要包含宝信企业高性能实时数据库iHyperDB和宝信一体化监控指挥平台iCentroView。

iHyperDB负责海量数据的实时存储和查询，该产品具备极高的存储和查询性能，可达500万条记录/每秒；iCentroView则负责数据的实时组态展示、事件报警、数据监控、应急响应与系统集成，在该平台上可开发各类管理应用系统，比如污染源在线监测系统、水质监测系统等，并可以集成第三方系统，比如GIS、短信平台等。

  管理应用层则主要涉及具体的应用，如污染源在线监测系统、主要水域水质自动监测系统、城市空气质量监测系统、城市噪音监测系统、监测中心等。

监控中心则主要包括与GIS、视频、短信平台、应急响应等系统的的整合。

  通过上述四个层次的有机结合，可实现自动采样、对主要污染因子进行在线监测；掌握城市污染源排放情况及污染排放总量，监测数据自动传输到系统平台层；由平台层进行数据汇总、整理和综合分析；监测信息传至管理应用层，由应用层对污染源进行监督管理。

功能描述

数据采集与转发

  采用宝信工业通信网关iCentroGate智能数据采集设备，可支持大量的PLC等采集设备的驱动，支持与化学需氧量CODcr在线自动监测仪、总有机碳TOC水质自动分析仪、紫外（UV）吸收水质自动在线监测仪、氨氮水质自动分析仪、总磷水质自动分析仪、PH水质自动分析仪、超声波明渠污水流量计、电磁流量计等多种监测仪器和分析仪器进行通信。

  iCentroGate采集和转发支持国家环保局于2006-02-01实施的《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》（HJ/T212-2005），通过此协议实现与中心站的实时与历史数据传输。

在线监测和远程控制

  * 可以在线查看、查询、获取各种模拟设备和开关的最新数据、状况。

并可以实现定时监测。

  *可以实时显示水污染点源的污水瞬时流量和累积流量，COD或氨氮的浓度和排放总量等数据，能够对监测现场设备进行远程启动、设定工作时间、调整工作周期、数据二次查询等远程操作，并记录分析结果和设备运行日志记录。

  *可以实时显示大气污染点源的烟气流量和排放总量和烟气、烟尘、CO、SO2、Nox的浓度和排放总量等数据。

监控管理

  报警处理：

提供设备故障报警、超标报警等各类异常情况报警，用户可自定义报警内容和方案，灵活设定报警条件，并和人员手机绑定，满足报警条件后自动发送报警信息。

  短信服务：

可发送短信报警；传送相关数据到指定手机；自定义短信内容和发送对象等。

  查询统计：

提供多种条件查询和查询结果分类、分项排序、统计最大值、最小值、平均值等分析处理功能。

各类监控数据均可查询统计，如流量统计，排放总量统计、浓度分析等。

  分析报表：

按指定时间段进行列表和图形方式分析并展示。

组态与集成

  通过iCentroView强大的组态系统搭建实时监测画面，让用户可通过简单操作完全掌控现场设备运行情况。

  组态图库具备自定义属性，用户可方便的开发自定义图库。

  通过脚本或接口二次开发集成各类第三方系统，打造一体化监控指挥集成平台。

应急调度

  提供应急管理系统，包含知识库、应急预案、处理流程、联系人管理、短信平台、系统提示等子系统。

按一旦触发应急，比如出现污染源泄露，则按照既定的预案自动执行，比如GIS中出现报警闪烁，视频信息切换到现场确认，短信通知相关人员等。

应用示例

  烧结脱硫烟气监控

  空气质量日报——

  GIS技术应用