一、項目背景

隨著經濟的發展，我國污水排放量越來越大，對地表水造成嚴重污染，環境質量呈惡化趨勢。但目前全國污染源和污水通道水質監測仍處于人工監測階段，時間覆蓋率低，樣本缺乏科學性和代表性，難以反映持續變化的水質。企業和城市的污水排放。國家和各省、市、地區越來越重視生態環境保護，不斷加強水資源污染治理。然而，由于環保意識淡薄、利益驅動等諸多因素，亂排污、不規范排污，造成了嚴重的環境污染。情況時有發生，因此我們必須加大監控和監管的投入，提供有效實用的*監控系統和解決方案。加強環境監測，建立廢水在線監測系統，提高水質監測能力迫在眉睫。這是勢在必行的。在污水處理監測工程中，涉及的污水處理監測系統很多必須是無人值守的設備或監測點，受地形、氣候、監測范圍等因素的影響，不適用于有線通信、無線數據傳輸站等數據傳輸方式。，而且它們也存在移動性差、成本高、擴展性差、設備維護不便等缺點。中國移動的GPRS網絡覆蓋面廣，具有數據高速傳輸和永遠在線的特點，加上靈活的資費方式，GPRS通信在污水處理監控系統中的應用具有性價比優勢。

二、項目分析

2.1 系統組成

2.1.1 污水數據采集終端根據監測性質主要分為地表水站（河流、水庫等飲用水）、城市污水處理廠和工業污染源三個方面；物理量包括：流量、流量、PH值、COD、氨氮、硝態氮、亞氮、總磷等；實時現場噪聲數據采集到智能監控終端。傳輸通過業界通用的MODIBUS標準協議進行。

2.1.2 無線傳輸設備 針對通信模塊的要求，我們選用廈門思信通信有限公司的F2103 IP MODEM（dtu），體積小、功耗低、操作簡單配置使用，即插即用。支持主備數據通道、并行多個數據通道、實時在線和按需在線多種工作方式，并支持APN網絡接入等功能，不僅可以保證數據的安全可靠，還可以讓客戶在需求并節省成本。 

2.1.3 數據管理中心監控數據接收子系統（整個系統中至關重要的子系統，負責現場各種實時數據的監控和數據接收的作用） ，具有無人值班自動工作功能）；數據分析統計子系統（監控系統的核心部分，是用戶直接操作和感受的部分，監控部門采用C/S模式供工作人員直接操作和使用）；報警信息子系統（利用目前廣泛使用的移動通信技術開發出極為實用的功能系統，終端儀表設置報警值并結合短信MODEM快速將報警信息發送至管理層）； 

2.3 系統實現功能

2.3.1 監控數據接收子系統 

1. 自動啟動（停電/系統重啟后自動啟動，無需人工操作。 

2. 數據過濾（出于安全考慮，本系統只接受經過系統認證的數據）。 

3. 用于輸出各種數據類型（開關量、模擬量、數值等）的現場測試儀器。

4. 將接收到的監控數據保存到后臺數據庫中。 

5. 現場反控（通過修改監測采集方案啟動現場設備（包括自動采樣器的運行等）。 

6. 查看各個監控站的連接狀態

2.3.2 數據分析統計子系統 數據分析統計子系統是監控系統的核心部分。是用戶直接操作和感受的部分。監控部門采用C/S方式工作，人員直接操作使用。它具有安全、快捷、方便的特點，系統具有綜合性、集成性和各模塊獨立運行的特點。其功能包括： 

1. 現場實時監測原始數據查詢、偏差修正、監測數據有效性審核、預測數據錄入 

2. 監控數據歷史維護。 

3. GIS電子地圖實時顯示水污染趨勢

4. 結合歷史數據生成水污染指數曲線 

5. 監控數據異常分析，軟件報警，通過短信實時通知報警信息 

6. 各種數據匯總報表、統計報表、報表，包括特殊格式報表 

7. 默認和自定義監控采集計劃維護 

8. 現場自動采樣器操作 

9. 現場樣品測試數據錄入，自動監測數據對比，偏差報告

10. 現場維修記錄 

11.監控站點、監控項目等基本信息自由配置，兼容 

12.人事權限分配 

13. 數據備份 

14. WEB用戶認證、授權分配、web訪問統計等。 

2.3.3 報警短信子系統 

1. 報警信息系統是利用目前廣泛使用的移動通信技術開發的一個非常實用的功能系統。終端儀表設置報警值后，結合短信MODEM，快速將報警信息發送至管理部門。

2. 廈門四信通信技術有限公司 F2103 IP MODEM可以通過配置軟件靈活配置對端接收的多路。設備始終在線，自動檢測串口數據，實現短信自動收發功能。與報警器串口對接，實時監控報警器串口的報警數據，可以將某個監控項目的異常報警信息發送到相關項目負責人、主管的手機及時，報警系統可以定期匯總某些統計數據。, 分析結果通過GSM MODEM發送給相關負責人， 

2.3.4 WEB發布子系統

1. 歷史和當前的水污染報告和預測 

2. 水體檢測數據查詢及圖表 

3. 監控站點詳情、監控分析報告等 

三、項目結構實現 

 傳輸模塊連接污水處理收集終端。工業領域的設備一般使用以太網或串口來傳輸數據。無線通訊模塊F2103同時支持232/485通訊，可直接連接污水處理數據采集終端。連接通訊，如下圖：

目前，四信提供三種中心接口： 

1. 首先，對于配置軟件，很多配置軟件廠商都集成了我們的驅動，可以直接配置使用； 

2. 后臺中心軟件只讀串口數據，提供了一個虛擬串口軟件（TCP2COM），可以使用虛擬串口軟件將以太網數據轉換成串口數據，從而實現利用無線公網傳輸數據和正確 現有系統的結合，無需修改。 

3. 當客戶想開發自己的數據中心時，我司此時會提供動態鏈接庫。使用動態鏈接庫，客戶可以輕松連接傳輸通道，提供數據中心DEMO。該軟件不僅是開源的，還可以協助客戶開發自己的數據中心軟件和功能。客戶可以通過動態鏈接庫快速開發出靈活、穩定、功能齊全的終端管理和數據交互中心軟件。 

四、程序功能 

1. 使用四信無線IP MODEM可以基本免去布線，采用多點到一中心組網方式，實現數據一中心統一管理。 

2. 四信IP MODEM采用高性能工業級處理器和看門狗等安全機制，確保IP MODEM在通信中斷時進行自我檢測，斷電后自動重啟，確保IP MODEM 始終在線，通信鏈 路始終正常。

3. 目前，污水處理監測項目的數量和規模不斷擴大。因此，系統采用多點到中心的組網方案。無論是使用普通無線GPRS還是APN專網，都可以隨時添加新的采集控制點。，不會對現有網絡造成任何中斷或影響。

4. IP MODEM采用標準工業串口通訊，即插即用，高規格模具設計，體積小巧，維護方便。

5. 四信IP MODEM*采用國際標準的TCP/IP安全傳輸協議機制，保證數據的安全性和及時性，采用*透明的傳輸機制，保證數據的準確性。

6. 多中心設計，可同時設置5個中心監控采集點，避免因某中心網絡不穩定或封閉而帶來的安全隱患。 

7. 污水處理一般位于偏遠地區。在這里，F2103專為人性化設計，工程師無需到現場即可遠程直接配置網絡參數，實現時間和人力的合理利用。 

8. 高規格材料可選，可在-25~+65oC和95%相對濕度（非冷凝）環境下正常工作。

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