第３５卷第８期 Ｖ０ｌ－３５ Ｎｏ．８ 长春师范大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ２０１６年８月 Ａｕｇ．２０１６ 环保监控系统的设计与实现 赵迎春 ，贾志刚 ，卜祥涛２ （１．营口职业技术学院电气电子工程系，辽宁营口１１５０００； ２．营口职业技术学院电教中心，辽宁营口１１５０００） ［摘要］目前我国经济发展与环境资源的矛盾日趋尖锐，深入推进环境信息化建设势在必行。本 文设计了以中心管理平台为核心，依托前端的现场环保监测设备，运用通信网络、计算机控制等先 进技术，全方位、全天候的环境监测和监控体系。并阐述了系统的总体设计方案，详细介绍了中心 管理平台主要应用系统和具体的环保监测仪器。事实证明，该系统提高了环境质量的实时监测和 分析能力，提高了污染源的监控和管理水平。 ［关键词］环保监控；中心管理平台；通信网络；实时监测；污染源 ［中图分类号］ＴＰ２７７．２ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］２ｏ９５—７６０２（２０１６）０８—００４２—０３ 目前，我国环境保护的形势非常严峻，加强环境信息化建设迫在眉睫。现有的环保监测工作存在诸多问 题，比如在环保监测具体实施过程中，很多监测点是手工采样监测，即费时又费力，而且不能在线实时监控。 由此，本文提出了基于通信网络的环保监控系统。 １总体设计方案 环保监控系统是面向环保管理机构和大中型企业，以强大的中心管理平台为核心，依托前端的现场 环保监测设备，运用通信技术、计算机接人技术、传感器技术、数据抗干扰采集技术、数据库等先进技术，建立 全方位、全天候、立体化的环境监测和监控体系Ｈ Ｊ。整个系统主要由中心管理平台、通信网络、监测现场和监 控中心四部分组成，通过各个组成部分之间的互联，实现系统的数据交互与管理 ｊ。系统结构如图１所示。 中心管理平台实现环保监控的统一管理、业务统计和分析、数据备份、视频分发等功能。通过通信网络实 现中心管理平台、监测现场、监控中心的信息互联，通信网络通常采用光纤专网的方式。监测现场主要分为自 然环境监测现场和污染源企业监测现场。前端采集设备主要分为监测数据采集仪器和视频监控设备。监控 中心通过城域网／局域网与中心管理平台相连，通常也采用光纤专网接人。 ２中心管理平台主要应用系统 环保监控系统的平台架构如图２所示，中心管理平台主要应用系统是整个系统中非常重要的组成部分。 ２．１ 环境质量监测子系统 采用专用监测仪器采集水质、空气、噪音等数据（如空气中ＳＯ 含量、噪音分贝等），通过通信网络向监控 中心传输，监控中心将监测数据存储到数据库中，同时对监测数据进行分析和管理，并将所需数据发布在系 统中 引。 【收稿日期］２０１６—０３—２ｌ ［基金项目］辽宁省２０１２年科研规划项目“电气自动化专业理实一体化课程设计与实践研究”（ＬＺＹ１１１９４）；辽宁省“十二五”高 等教育科研课题“高等职业院校生产性实训基地建设与探索”（ＧＨＹＢｌ１０１３４）；辽宁省２０１４年专项研究课题“高职 电气自动化理实一体化教学模式的创新与实践”（２０１４０７１—１）。 ［作者简介］赵迎春（１９７８一），女，副教授，硕士，从事计算机网络技术和ＰＬＣ应用技术研究。 ．４２． 图Ｉ 系统结构图 丧现层 Ｊ 川户 々业应川 Ｊ世川系统 ｌ环境质罐监测Ｉ ｌ污染源存线监控ｌ 『 况存线监控１ １环保视频监控Ｉ 剜岐撑 基础设施 网络硬件基础没施 图２系统平台架构图 ２．２污染源在线监控子系统 对污水、烟气尘、噪声等污染源的污染状况进行实时监控， １：刈‘数据进行有效审核，对超标排放的监测点 自动报警（如化学需氧量ＣＯＤ超标、ＳＯ！超标等），通过网络或短信通知卡Ｈ关人员；按用户自己定义的条件格 式查询历史数据，进行统计分析、数据导出等操作等 ２．３工况在线监控子系统 在污染源企业的污染治理设施上安装多种监测没备，采集信 通过通信网络向监控ｒｆ１心实时传送，监控 中心通过软件进行远程监控分析 。 ２．４环保视频监控子系统 主要对地表水污染、单位污水排放口等情况进行监控．针对各重点 域的监控，主要采取广域的大范同 监控和重点污染源的小范罔监测。监控义 ｔ 分为半自动实时监控和人＿ｌ 监控两种方式。实时监控显示时选 择ＭＰＥＧ４压缩算法，可实现１２路图像同时渊川显爪 帧／秒，流量为１５０～２００Ｍ／ｄ，Ｈ￣ ３环保监测仪器 频 面一一般按照ＧＩＦ格式进行回传，帧率为８～１５ ３．１污水在线监测 ＣＯＤｃｒ水质监测仪能对工业污水等直接测量。该仪器采用３８０ｎｍ紫外分光光度法分析，有色废水不干 扰测量结果；具有超大量程０～２００００ｍｇ／Ｌ许可扩充等 氨氮水质监测仪能够长期自动监测各种水体中的 ．４３・ ＮＨ，一Ｎ。监测仪装配了半导体冷井恒温装置，使光电传感器和气液分离器始终工作在１８％左右，以消除环 境温度变化引起的测量误差。 ３．２烟气在线监测 ＳＯ：、ＮＯ 烟气分析仪的特点是精确度高和操作方便，具有ＲＳ４８５和ＲＳ２３２通讯接口。分析仪具有自我 诊断功能，包括检测电源／传感器的失效、超出量程、采样烟气流量不足等。颗粒物分析仪可同时显示颗粒物 浓度和不透明度；具有国家环保局规定的极限值、镜头污染极限值等报警功能；具有反吹风气幕保护功能；支 持长距离和高温测量。烟气采样器适用采样高温、高湿、高浓度粉尘的排放气体。采样器包括不锈钢采样管， 粉尘过滤器及温控加热器。粉尘过滤器的过滤精度为１ Ｉｘｍ，温控加热器在０～３５０￣Ｃ可调。 ３．３空气在线监测 ｓＯ：监测仪采用紫外荧光法监测ｓＯ 气体；ＣＯ监测仪采用非分散红外吸收技术监测ＣＯ气体；颗粒物监 测仪采用Ｂ射线法监测颗粒物；气象五参数监测仪能对温度、相对湿度等气象因素进行实时监测。 ３．４噪声在线监测 在噪声监测系统中，接有显示屏、气象模块和ＧＰＳ定位系统，控制单元将实时数据发送给显示屏显示，从 气象模块中读入气象数据并保存，从ＧＰＳ中读入地理信息并保存。 ３．５数据采集仪 数据采集仪采用ＬＡＮ网络传输，同时支持无线通讯ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ和有线通讯ＡＤＳＬ／ＬＡＮ，具有永久在线 功能；传输模块内置式，并兼容ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００和ＴＤ—ＳＣＤＭＡ的传输接口；平均无故障工作时间达到 １００００小时以上。 ４结语 在辽宁某环保监控系统中，监测企业２２６家，监控点２３５０个（传感器与视频监控点比例为１：２），中心管 理平台的视频数据存储周期为１个月，监控中心同时在线访问用户数可多达２０人。基于通讯网络的环保监 控系统构建了重点污染源的信息化管理网络，提高了环境质量的实时监测和管理能力。 ［参考文献］ ［１］郭小拓．基于ＧＰＲＳ的远程环保监控系统的研究与设计［Ｄ］．杭州：浙江工业大学，２００８． ［２］赵迎春．校车智能监控系统的设计与研究［Ｊ］．自动化技术与应用，２０１５（２）：３０—３２． ［３］王威．省级污水处理厂ＧＰＲＳ无线数据传输监测系统设计与实施［Ｊ］．环境保护与循环经济，２００９（３）：３０—３２ ［４］张如昌．环境信息系统建设及思考［Ｄ］．北京：北京邮电大学，２００７． ［５］邹云娣．污染物总量减排监管机制探讨［Ｊ］．科技创新导报，２００８（２８）：１１５—１１６． Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＺＨＡＯ Ｙｉｎｇ—ｃｈｕｎ ，ＪＩＡ Ｚｈｉ—ｇａｎｇ ，ＰＵ Ｘｉａｎｇ—ｔａｏ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹｉｎｇｋＯＵ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｙｉｎｇｋｏｕ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１５０００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ａｕｄｉｏ—ｖｉｓｕａｌ Ｃｅｎｔｅｒ，ＹｉｎｇｋＯＵ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｙｉｎｇｋｏｕ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１５０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉａｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ａ— ｃｕｔｅ．Ｆｕｒｔｈｅｒ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｉｍｐｅｒａｔｉｖｅ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｉｇｎｓ ａ ａｌｌ—ｒｏｕｎｄ，ａｌｌ—ｗｅａｔｈｅｒ ｅｎｖｉ— ｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｒｅｌｙｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ—ｅｎｄ ｆｉｅｌｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ｆ ｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｃｏｎｔｏｌｒ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｄｖａｎｃｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ Ｏ— ｖｅｒａｌｌ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｉｎｔｏｄｕｃｅｓ ｔｒｈｅ ｍａｉｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｅｎ－ ｖｉｒｏｎｍｅｎｔｌ ｍｏｎｉｔａｏｒｉｎｇ ｉｎｓｔｕｍｅｎｔｓｒ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｆａｃｔｓ ｈａｖｅ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ａ— ｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ’ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｌ ｍｏｎｉｔａｏｒｉｎｇ；ｃｅｎｔｒａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ；ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋｓ；ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ ・４４・
