城市空氣質量無線監測方案

  隨著生（shēng）活水平的提高，全社會環保意識的提高，人（rén）們對生活環（huán）境健康越來越關注，對生活的空氣質量越來越關心（xīn），對環境信息（xī）提供的（de）要求越來越高。空氣質量有沒有開始（shǐ）惡化（huà），哪些地方在惡（è）化，惡化（huà）程度如何，發展趨勢如何（hé），專家關心（xīn）它，人民關心（xīn）它，更關心它。通過媒體傳播公開發布空氣質量狀況，不僅有利於環保工作的公開透明（míng）化，也有助於促（cù）進公眾環保意（yì）識的提高和對環保工作的參與。 
我國目前大（dà）部分地區依然采用人工采樣和（hé）實驗室分析為主的大氣監測手段，這種方式不能及時、準確地（dì）監測到汙（wū）染物的實時排放（fàng）情況，使得（dé）環境管理人員很難在短時間內摸清所（suǒ）有汙（wū）染區的實際情（qíng）況，對各種（zhǒng）突發性汙染源（yuán）及汙染現場，也不能（néng）做到（dào）即時（shí）準確的監測和處（chù）理。

係統拓撲圖

       本方案采用無線傳感器網絡來監測空氣質量,在城市內（nèi）選擇一些監測點,放置傳感器（qì）節點，並通過GPRS網絡實時的傳輸數據,終端工作人員可以通過監控中心對監測係統進（jìn）行管理和配置、發布監測任務或是收集回傳（chuán）數據。

       由前端部分來完成對衛生監測因子的含量的監測與匯總、轉換、傳輸等工作，監測因子（zǐ）包括一氧化（huà）碳、二氧化碳、溫度、濕度等，這些監測因子由前端獨立監（jiān）測儀（yí）器使（shǐ）用不同（tóng）的方法進行測量獲得一個非常準確的測量數據，此結果通過數據處理（lǐ）轉換後經由GPRS數據采集傳輸終端向在線監測數（shù）據平台傳輸數據，在線監測（cè）數據傳輸平台（tái）來實（shí）現數據的（de）接收、過濾（lǜ）、存儲、處理、統計分析（xī）並提供實時數據查（chá）詢等任務（wù），由此三部分使整個係統達到:安全、可靠、準確、實（shí）時、全麵、快速、高效的將真（zhēn）實的被（bèi）監管單位的公共場所室內環境衛生信（xìn）息展現在監督人員的麵前。

 係統組成

1. 數據管理層（監控中心）

     硬件主要包括：工作站電腦、服務器（電信、移動或聯通固定IP專線）；軟件主要包括：操作係統軟件、數據中（zhōng）心軟件、數據庫軟（ruǎn）件、城市公共場所空氣質量遠程監測係統軟件平台（采（cǎi）用B/S結（jié）構，可（kě）以支持在廣域（yù）網進行瀏覽查看）、防火牆（qiáng）等。

     2. 數據傳輸層（數據通信網絡）

    采用運營商2G/3G/4G網絡為數據傳輸媒介，設（shè）備采用才茂DTU,係統無需布線構建簡單、快捷、穩定；2G/3G/4G無線（xiàn）組網模式具有：數據傳輸速率高、信號覆蓋範圍廣、實時性強、安全（quán）性高、運行成本低、維護成本低等特點。

   3. 數（shù）據采集層（前端硬件（jiàn）設備）

   遠程（chéng）測控成套設備：測控終端；傳感計量設備：溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、一氧化碳傳感器、PM2.5傳感器、PM10傳感器等。

係統優勢

方案優勢

1.廣泛的應用

無線數據傳（chuán）輸（shū）係統可以無縫地與網絡連接，從而保證環境監測人（rén）員不受時間和地點的限（xiàn）製。將監測控製中心係統裝在筆記本電腦上,可以實現對環（huán）境監測子站數據的移動接受和（hé）處理（lǐ）；

2. 運行費用低

環境在線監測係統要求每（měi）天24小時運行,高額的通訊費會增大監測成本，無線通訊係統隻有產生通信流量（liàng）時才計費，按照用戶數據傳輸流量來計費的方式，計費（fèi）更加科學合理（lǐ）；而（ér）且費用低廉,非常適合在線監測的要（yào）求；

3. 性（xìng）能穩定

環境在線監（jiān）測係統要（yào）求數據傳輸穩定,不能有數據傳輸延誤和（hé）斷傳現象，無線數據傳輸係統激活後，永遠保持在線，不存在掉線問題（tí），同時由於GPRS/EDGE的傳輸速率基本可以保障，極少會出現數據傳輸延誤現象；

4. 安全性強

環境在線監測數據的使用（yòng）和發布有（yǒu）嚴格的規定（dìng）,在線監測數的安（ān）全是數據傳輸中必須重（chóng）視的問題，無線（xiàn）通訊係統在使用前,需要（yào）預先設定（dìng）IP地址,使用時會向預先設定IP地址發送數據,可以避免他人的惡意獲取；

5. 數據完整

環境（jìng）在（zài）線監測子站分析儀器全天（tiān）運行得到的（de）監測數據（jù）的數量（liàng）較大（dà）,同時相關技術規（guī）範也要求每日氣態汙染物不少於18個有效小時平均值,保（bǎo）證（zhèng）數據完整性非常重,不能丟失數據；由於2G/3G/4G通訊係統采用（yòng）"包交換"方式傳輸數據,將傳輸數據封裝（zhuāng）成許（xǔ）多獨立的封包，封包大小可以設定,再依次將這些封包一一（yī）傳送出去（qù）,有效避免監測數據傳輸中丟失的問題。

技（jì）術優勢：

實用性：城市公（gōng）共場所地理位置分散，因此采用（yòng）覆蓋廣泛的（de）2G/3G/4G網（wǎng）絡（luò）高信號捕捉，必要（yào）是采用高增益（yì）天線，可確保（bǎo）網絡的正常運行。

實時性：采用新的通信和軟硬件技術，建立了清晰和合理的係（xì）統架（jià）構，可以實現多線程的遠程並發通信，在幾秒時間內，可以讓成百上千台的測控終端實時傳送到監控中心進行集（jí）中監視和遠程調度，實現故障信息的及時報警。

可擴充（chōng）性：係統預留接口，可以進行係統或軟硬件模塊的無限擴展，便於長期的升級和維護，延長係統的壽命，通過更新部件（jiàn），能讓係統一直存在下去（qù），而不（bú）至於整個係統癱瘓，造成大量的投資損失。

易維護性：係統（tǒng）可對測控終端執行相應的遠程操作命令，包括遠（yuǎn）程參數設置，遠程控製、遠程數（shù）據抄收、遠程終端複位、遠程測控終端（duān）升級等；

配（pèi）套產品

前端無線數據采集終端、傳感器等硬件部分。 空氣質量在線監測係統將自動控製、網絡通信、計算機（或智能手機）以及GIS 等信息技術引入空氣質量監（jiān）測領域,采（cǎi）用工業級的才茂（mào）無線傳輸模塊（kuài）組建無線數據傳（chuán）輸網絡、實現各環境要素的空氣質量采集、傳輸與監測。