環境監測數據采集系統方案

公司圍繞十三五生態環境監測網絡建設規劃，結合客戶的真正需求，自主研發了揚塵在線監測系統、大氣監測網格化系統、VOCs在線監測平臺等；運用激光散射法的揚塵監測儀、β射線吸收法的揚塵監測儀、微型空氣監測儀等監測設備，結合現代化大數據時代的物聯網信息應用平臺，形成了完整的智慧環保產品體系，為各層級監測部門和社會企業提供全面完善且具有極強針對性的解決方案。

 

 

環境監測數據采集系統方案

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

北京智易時代科技發展有限公司

2018.07

目  錄

一、環境數據采集系統概述 3

二、總體設計 4

三、系統原理 5

1、設備參數 5

2、采樣原理 6

四、系統 7

1、滿足運維企業核心訴求 7

2、提高運維精細化和智能化水平 7

 

一、環境數據采集系統概述

系統分為兩部分，采集端與服務端，采集端為設備形式，采集環境數據通過信息渠道傳輸，服務器通過一對多的并發服務對上傳的數據進行處理分析。

此款環境數據采集設備，是我公司嚴格按照通信標準和工業工控標準設計研發的專業級設備，針對環境監測、污染源監控的各類實用場景分別適配優化，支持有線網絡、GPRS、CDMA等，配備了豐富齊全的通信接口，滿足不同現場條件對環境數據遠程通信的要求。系統內置多個IP傳輸地址,可分別設置上傳環保局數據中心，企業自有云，硬件應用云等，同時可遠程訪問調整采集與監測設備參數配置。

數據采集服務端充分利用物聯網、大數據云計算等新一代信息技術，建立動態的監管模型。在采集污染源數據的同時，可以獲取監管監測設備運行狀態，實現智能感知、預警報警、運維分析，降低運維成本，提高監測效率。

該系統采用應用嵌入式技術與網絡通信技術相結合，可以在大區域內實現長時間的動態區域化的多點檢測，同時也可以作為大數據時代的重要數據來源，通過對相關數據進行建模統計，掌握相關指標的發展趨勢，對環境信息分析及預測具有重要的指導意義。

二、總體設計

現場監測設備配套安裝ZWIN-HDAQ8600環境數據采集設備，通過固定通訊渠道與現場監測設備進行連接，每臺設備可以對接一套或者多套前端設備（根據距離可選擇監測設備數量），采集前端監測設備的各項參數數據。

設備在采集到該數據的基礎上，將所采集到的原始數據與計算的各項參數數據通過網絡傳送到物聯網數據管理平臺，從而實現對工廠環境監測。總框架圖如下所示：

 

 

三、系統原理 1、設備參數

? 標準電源：DC 12V/0.，供電范圍：DC 5~35V，通信電流；<85mA (12V)，系統功耗：＜10W

? 支持EGSM900/GSM1800MHz雙頻，可選GSM/1900MHz四頻,支持GSM phase 2/2+,支持GPRS class 10，可選class 12

? 工作溫度：－35℃ ～ +75℃，工作濕度：0 ～ 95%RH

? 內置RS232和 RS485各1路，可定制TTL電平，5路I/O

? 串口速率：300~230400bits/s，數據位：5、6、7、8 位，停止位：1、1.5、2 位，無校驗、偶校驗、奇校驗、SPACE 及 MARK 校驗

? 支持透明數據傳輸，內嵌標準的 TCP/IP 協議棧，支持 APN/VPDN

? 支持多中心和 TCP server 功能，可根據域名和 IP 地址訪問中心

? 設備運行軟硬件自檢技術，運行故障自修復

抗干擾類型	級別	電壓/電流波形	值
工頻磁場	3	連續正弦波	30A/m
阻尼振蕩磁場	3	連續正弦波	30A/m
脈沖磁場	3	脈沖	100A/m
輻射電磁場	3	80MHz~1000MHz 連續波	10V/m

2、采樣原理

環境數據采集系統的任務是對環境各種參數進行采集，通過傳感元件轉換為電信號，再經過信號的調理、采樣、量化、編碼、傳輸等步驟，送至控制器進行數據處理、分析或存儲記錄，得到所需要數據的過程。

為了對模擬信號用數字方法處理，先將模擬信號數字化。模/數轉換過程包括三個內容：采樣，量化，編碼。一個模擬信號先經過預采樣濾波器，對信號進行調理，然后由采樣器在每個采樣時刻讀出一個數據；再由模數轉換器(ADC)量化為二進制數碼，數據后保存到存儲器用于數字信號處理。

采樣方式分為“實時采樣”和“等效時間采樣”兩大類。“實時采樣”是在信號存在期間對其采樣，一個周期內兩個采樣點，而 “等效時間采樣”則設定采樣時間，不論期間信號頻率的多少強弱，都在固定的周期內進行數據采樣。

3、產品特點

工業級設計：	防掉線：	防丟數據：
所有器件選型	看門狗檢測機制	數據補發機制
工業級標準	TCP 心跳鏈路檢測	掉線重連、數據補發
滿足工業級應用	確保設備永遠在線	確保數據不丟失
低功耗設計：	多中心傳輸:	遠程管理：
超低功耗設計	支持多達 5 中心	遠程修改配置
通信狀態功耗<1W	多中心同步數據傳輸	遠程排查故障
休眠狀態功耗<0.1W	多級數據直觀顯示	遠程重啟設備
遠程升級：	抗干擾：	簡單易用：
遠程管理平臺	EMC各項指標達3級	使用簡單，安裝方便
固件遠程升級	適合各種工業場合	配置工具強大
節省人力物力	適用大功率設備場合	集升級、調試于一體

 

四、系統 1、滿足運維企業核心訴求

l 系統長期穩定正常運行：保障污染源在線監測系統設備穩定運行，為業主提供優質、的環保運維服務；

l 數據可靠，傳輸達標：杜安全隱患，保障數據傳輸穩定可靠，數據完整率達標；

l 超標預警，避免處罰：超標預警及時采取應急措施，避免行政處罰，降低風險。

2、提高運維精細化和智能化水平

l 運維管理：規范人員工作流程，提升企業管理水平，建立符合專業化發展要求的管理運維組織體系；

l 故障響應：遠程診斷故障，壓縮修復時間，減少現場排查工作量；

l 日常巡檢：借助數據分析技術優化巡檢周期、路線，提高巡檢效率。

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