1 設(shè)計原則
　　近年來，隨著工業(yè)建設(shè)的快速發(fā)展，隨之而來的環(huán)境污染也不容忽視。雖然已經(jīng)采取了多種措施，但由于各種原因，環(huán)境污染治理面臨的形勢仍然非常嚴峻。大氣污染物排放、工業(yè)廢水排放總量居高不下，嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境。環(huán)境監(jiān)測部門作為國家環(huán)境保護系統(tǒng)的技術(shù)部門，是環(huán)境管理工作的重要基礎(chǔ)。隨著市民環(huán)境意識的增強，越來越多的人開始關(guān)心所處環(huán)境質(zhì)量的好壞，要求環(huán)境保護工作透明化；上級主管部門也需要數(shù)量大、種類多、更新快的信息。所有這一切，給環(huán)境監(jiān)測部門提出了一個應(yīng)引起重視的問題：如何建立起實用性強、覆蓋面廣、靈活性好的環(huán)保數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，滿足各方面對環(huán)境監(jiān)測信息的需求。
　　在我國的環(huán)境管理工作中包含了大量的環(huán)境質(zhì)量和污染源數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)與各項管理工作緊密聯(lián)系，同時也是環(huán)境管理工作各項決策的直接依據(jù)。但是花費巨大人力物力產(chǎn)生的環(huán)境數(shù)據(jù)，由于管理機制、部門分工等原因，分散于不同的環(huán)境管理部門及其所屬的企事業(yè)單位，難以交流和共享，有些甚至在做重復(fù)建設(shè)。為此，在多年的環(huán)境信息系統(tǒng)建設(shè)實踐基礎(chǔ)上，提出了一套全國環(huán)境信息系統(tǒng)整體解決方案。北京安控公司本著“統(tǒng)一管理，統(tǒng)一標準，技術(shù)先進，經(jīng)濟實用”的原則，設(shè)計了一種污染源在線監(jiān)測專用的“E6803數(shù)據(jù)采集傳輸儀”，可實現(xiàn)單站、多站、TOC、COD、水質(zhì)、流量等分析，并給出圖表和報告。
　　2 行業(yè)需求
　　環(huán)境保護已成為我國的基本國策，黨和政府十分重視。由國家環(huán)?？偩?、計委和經(jīng)貿(mào)委制定的《中國跨世紀綠色工程規(guī)劃》于1996年9月獲得國務(wù)院的批準。這項宏大的規(guī)劃歷時15年，從1996年至2010年，第1期規(guī)劃與“九五”同步。第1期規(guī)劃由1591個項目組成，包括淮河、遼河、海河、松花江、黃河、珠江、長江七大流域的污染控制項目，滇池、巢湖、太湖三大湖泊的污染控制項目以及16重點沿海城市及其近岸海水污染控制項目。在大氣污染方面，本規(guī)劃重點控制酸雨區(qū)和30個重點城市的大氣污染。這項規(guī)劃優(yōu)先納入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃，資金以“生態(tài)破壞和環(huán)境污染者負擔(dān)”為原則，多方籌措，中央政府在貸款、利用外資和經(jīng)濟政策方面給予支持?，F(xiàn)在這項跨世紀的規(guī)劃正在有條不紊地加以實施，展示了環(huán)保產(chǎn)業(yè)未來大發(fā)展的前景。
　　另外，隨著全球經(jīng)濟一體化步伐加快，要求各國要全面開放、履行國際公約，共同保護全球環(huán)境已成為不可抗拒的歷史潮流。在未來的發(fā)展過程中，要將臭氧層保護、溫室效應(yīng)控制、生物多樣性保護納入經(jīng)濟決策和經(jīng)濟運行的全過程。這就要求經(jīng)濟增長應(yīng)與自然資源保護、生態(tài)保持平衡和控制環(huán)境污染緊密配合，協(xié)同動作，厲行可持續(xù)發(fā)展。為此環(huán)保產(chǎn)業(yè)就要參與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，加強對產(chǎn)生污染的火電、冶金、有色、建材、化工、石油等產(chǎn)業(yè)進行技術(shù)改造，提高工藝水平，這對環(huán)保產(chǎn)業(yè)的硬件開發(fā)和軟科學(xué)咨詢將產(chǎn)生新的更大的需求。
　　目前，我國已制定各類國家環(huán)境標準410項，覆蓋了大氣、水質(zhì)、土壤、噪聲、輻射、固體廢物、農(nóng)藥等領(lǐng)域。已開展了環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，環(huán)境質(zhì)量周報、日報、預(yù)報監(jiān)測，污染源監(jiān)測，污染事故應(yīng)急監(jiān)測，污染物總量控制監(jiān)測，污染源解析監(jiān)測，環(huán)境污染治理工程效果監(jiān)測等，需監(jiān)測的污染因子達百余種。
　　在環(huán)保系統(tǒng)中，常常需要對眾多的污染排放點進行實時監(jiān)測，大部分監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實時發(fā)送到管理中心的后端服務(wù)器進行處理。由于監(jiān)測點分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)，通過電話線傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半。通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，成為環(huán)保部門選擇的通信手段之一。
　　3 解決方案
　　ECHO SCADA 系統(tǒng)是真正的分布式數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)上每一臺計算機都是一個獨立的節(jié)點，每個節(jié)點獨立執(zhí)行系統(tǒng)初始分配的任務(wù)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點就是不會因為一個節(jié)點的離線而影響整個網(wǎng)絡(luò)的運行。ECHO SCADA系統(tǒng)通過客戶機/服務(wù)器模式進行節(jié)點對節(jié)點的通訊，是網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點共享數(shù)據(jù)。
　　ECHO SCADA 系統(tǒng)在廣域網(wǎng)上運行時，遠程訪問不同位置上的節(jié)點就如同訪問本地局域網(wǎng)上的節(jié)點一樣。
　　3.1 使用產(chǎn)品
　　3.1.1 E6803 數(shù)據(jù)采集傳輸儀
　　該款面向污染源在線監(jiān)測的專用產(chǎn)品，完全符合國家環(huán)保行業(yè)相關(guān)標準。在程序的控制下，控制器可完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集、邏輯和過程控制等功能。支持GPRS/CDMA、無線電臺、RS-485、PSTN、Ethernet、微波、衛(wèi)星、無線網(wǎng)橋等通訊方式，可方便地組成SCADA系統(tǒng)，實現(xiàn)本地∕遠程測控。
　　E6803數(shù)據(jù)采集傳輸儀，可將采集到的環(huán)保例如水質(zhì)、大氣、噪音、土壤數(shù)據(jù)和告警信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)及時發(fā)送到環(huán)保監(jiān)測部門，實現(xiàn)對監(jiān)測單位或個人的及時管理，可以大大提高環(huán)保部門的工作效率。
　　3.1.2 GPRS 模塊
　　在選用GPRS通訊模塊時，DTU通過DB9-M串口和終端相連，內(nèi)部支持GPRS各類協(xié)議，用戶只需要通過簡單的AT命令就可以輕松實現(xiàn)終端進行GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸功能；同時DTU在內(nèi)部也實現(xiàn)了中英文短信的編碼解碼過程，用戶不必了解短消息的編解碼算法，用戶只需要通過簡單的AT?命令就可以實現(xiàn)短信的傳輸功能。
　　3.2組網(wǎng)模式
　　3.3 系統(tǒng)功能
　　在線監(jiān)測污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)，可分為自動監(jiān)控設(shè)備和監(jiān)控中心。
　　自動監(jiān)控設(shè)備是污染治理設(shè)施的組成部分，安裝在污染源排放口現(xiàn)場，用于監(jiān)控、監(jiān)測污染源排污狀況及完成與上位機的數(shù)據(jù)通訊傳輸?shù)膯闻_或多臺設(shè)備及設(shè)施，包括在污染源現(xiàn)場安裝的污染物排放監(jiān)控監(jiān)測儀器（COD、TOC、PH等水污染物在線監(jiān)測分析儀，二氧化硫、煙塵等氣污染物在線監(jiān)測分析儀）、流量（速）計、污染治理設(shè)施運行記錄儀（黑匣子）和污染源在線監(jiān)測儀（用于數(shù)據(jù)的存儲、加密，數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)、接收以及報警、反控）等自動監(jiān)控儀器。
　　監(jiān)控中心：安裝在各級環(huán)保部門，有權(quán)限通過傳輸線路與自動監(jiān)控設(shè)備連接，對其發(fā)出查詢和控制等標準規(guī)定指令的數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括計算機信息終端設(shè)備、監(jiān)控中心系統(tǒng)（污染源自動監(jiān)控中心信息管理軟件和數(shù)據(jù)庫等）。
　　3.4 方案構(gòu)成
　　3.4.1 系統(tǒng)方案特點
　　以元數(shù)據(jù)管理為核心。該方案自上而下貫穿各級行業(yè)行政部門，從元數(shù)據(jù)管理的角度，為行業(yè)的行政管理和行業(yè)信息資源的整合提供了技術(shù)基礎(chǔ)。該方案采用分布式的數(shù)據(jù)存儲形式，在通過元數(shù)據(jù)實現(xiàn)了各級部門之間的信息檢索和內(nèi)容調(diào)用，為數(shù)據(jù)查詢、信息資源管理提供了基礎(chǔ)。元數(shù)據(jù)管理采用目錄管理結(jié)構(gòu)，對電子政務(wù)系統(tǒng)中的各類信息進行分類組織，從而達到知識管理和決策支持目標。
　　以XML 作為數(shù)據(jù)交換的標準。在數(shù)據(jù)交換和共享的層面上，應(yīng)用XML和統(tǒng)一信息平臺技術(shù)實現(xiàn)了不同系統(tǒng)的聯(lián)合與互聯(lián)。方案強調(diào)了各個信息系統(tǒng)的聯(lián)合與互聯(lián)，在數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)發(fā)布的層面上，在各個“信息孤島”間建立起溝通的橋梁和紐帶，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的功效，在廣域網(wǎng)絡(luò)上開展信息集成、加工分析工作。這樣的解決方案可以拉平不同信息系統(tǒng)的發(fā)展水平，允許不同的系統(tǒng)共享各自的信息，采用多種先進的技術(shù)手段，體現(xiàn)出信息系統(tǒng)作為一個整體，為決策提供統(tǒng)一支持的優(yōu)勢。
　　以決策支持為核心目標。我們的方案是一個信息技術(shù)的整體解決方案，是要為整個機構(gòu)的所有用戶需求服務(wù)的最終解決方案。該方案在降低用戶信息處理勞動強度的同時，突出了信息對領(lǐng)導(dǎo)決策的重要作用。這套整體解決方案覆蓋了信息系統(tǒng)的各個領(lǐng)域，是一套全面的信息解決方案。它覆蓋了信息處理的整個流程（從數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸，到信息管理、分析和共享），將多年來常見的管理信息系統(tǒng)延伸到數(shù)據(jù)分析、共享系統(tǒng)，從信息中提煉知識，為決策提供了充足的信息支持。
　　環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)，是指通過環(huán)境成套監(jiān)測儀器及系統(tǒng)的開發(fā)和環(huán)保應(yīng)用軟件的開發(fā)，對大氣、水、煙塵等污染的監(jiān)視和控制提供精確、及時的數(shù)據(jù)及分析而形成的信息系統(tǒng)。本系統(tǒng)與環(huán)保局管理工作緊密結(jié)合，將污染源及污染處理設(shè)備運行狀態(tài)實時監(jiān)控、對煙塵黑度監(jiān)控、環(huán)保110、環(huán)保調(diào)度指揮、排污收費、環(huán)境預(yù)測及辦公自動化系統(tǒng)有機地結(jié)合在一起。
　　過去，污染源信息的獲得，主要是通過現(xiàn)場人工采集或通過電話線定期調(diào)數(shù)，往往發(fā)現(xiàn)問題時，污染已經(jīng)造成，如何才能實時有效地將污染扼殺在初始階段，為我們的環(huán)境治理提供有力的保障呢？
　　今天，依靠全新的環(huán)境監(jiān)控信息系統(tǒng)，一切都將改變。全新的環(huán)境監(jiān)控信息系統(tǒng)涵蓋了環(huán)境監(jiān)控、預(yù)測、調(diào)度指揮、辦公自動化等范疇，其在線監(jiān)測子系統(tǒng)通過以無線GPRS方式為主，，相比單一的有線傳輸，具有組網(wǎng)更靈活、方便，傳輸速度更快捷的優(yōu)點。從而拉近了環(huán)境監(jiān)測者與前端污染源之間的距離，讓環(huán)境監(jiān)測人員能隨時隨地地掌握污染源的信息。環(huán)境監(jiān)控信息系統(tǒng)是將您的中心系統(tǒng)同國家局監(jiān)控司及國家信息中心數(shù)據(jù)庫相融合，成為可以滿足區(qū)/縣、市、省、國家各級環(huán)境監(jiān)控及工作業(yè)務(wù)需求的無縫、靈活、低成本的解決方案?；跓o線數(shù)據(jù)傳輸?shù)沫h(huán)境在線監(jiān)測子系統(tǒng)以其快速性和實時性，為“一控雙達標”后控制污染的反彈提供了有效的監(jiān)控手段。
　　3.4.2 系統(tǒng)特點
　　系統(tǒng)將污染源在線監(jiān)測、環(huán)境預(yù)測、調(diào)度指揮、報警投訴、辦公自動化等子系統(tǒng)有機地結(jié)合在一起，使用方便。
　　系統(tǒng)采用了先進的無線/有線數(shù)據(jù)通信技術(shù)，采用超強糾錯技術(shù)，誤碼率極低，數(shù)據(jù)可靠、快速、可兼容無線數(shù)傳、電話線、GSM、寬帶網(wǎng)等多種傳輸方式。
　　前端受控污染源、市、（區(qū)/縣）、省、國家四級聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，地方各級均可與國家聯(lián)網(wǎng)。
　　配置GIS地理信息系統(tǒng)軟件，能方便地在電子地圖上查找（人工或自動)污染源的信息，對污染進行分析、預(yù)測。
　　系統(tǒng)軟件采用B/S（Browse/Server)模式，與環(huán)保工作緊密結(jié)合，可調(diào)取在線傳輸?系統(tǒng)單位的數(shù)據(jù)及無安裝在線設(shè)備單位的污染源資料的錄入。
　　各類傳感器可直接與我公司智能終端站相接，減少了中間環(huán)節(jié)，提高了系統(tǒng)的可靠性。
　　系統(tǒng)采用無線數(shù)傳等快速調(diào)數(shù)方式，數(shù)據(jù)采集速度快速，每個端站的數(shù)據(jù)采集的時間<=5秒，10分鐘即可對全部在線端站進行一遍輪詢。
　　系統(tǒng)具有故障的自診斷性，能快速判斷故障點并迅速排除，縮短尋找故?障點的時間。
　　系統(tǒng)運行費用低，僅需上繳無線頻率資源使用費。
　　系統(tǒng)可顯示污染物10分鐘、日、月、年等曲線，能與其污控設(shè)施運行狀態(tài)圖相結(jié)合，比較同一時段內(nèi)的情況。
　　系統(tǒng)軟件與環(huán)保單位辦公自動化相結(jié)合，實現(xiàn)無紙化辦公。
　　系統(tǒng)留有與煙塵黑度監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，可對企業(yè)從煙塵黑度、煙塵濃度/流量、煙塵處理設(shè)施運行狀態(tài)等多方面進行自動綜合分析。
　　系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，組合靈活方便。
　　3.4.3 系統(tǒng)主要功能
　　水質(zhì)監(jiān)測管理系統(tǒng)。各種統(tǒng)計圖表對水環(huán)境數(shù)據(jù)進行橫向的同年各個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)進行分析，以及縱向的對歷年數(shù)據(jù)進行同比分析。
　　環(huán)境噪聲監(jiān)測管理系統(tǒng)。環(huán)境噪聲監(jiān)測管理分區(qū)域環(huán)境噪聲和功能區(qū)環(huán)境噪聲兩種。該系統(tǒng)就是對各個區(qū)域采集的數(shù)據(jù)進行匯總分析，按照環(huán)境噪聲的管理標準分為三個等級，并在顯示時分別注以不同的顏色。
　　空氣污染管理系統(tǒng)。對空氣污染的監(jiān)測分三個監(jiān)測點，每周進行數(shù)據(jù)采集監(jiān)測。該系統(tǒng)提供了整套系統(tǒng)中最為完備的查詢和統(tǒng)計方式，除了上述的各種查詢統(tǒng)計方法外還提供了對各監(jiān)測點的不同指標按一年52周排列的折線圖，以及同一指標不同監(jiān)測點的折線圖，以便于對比分析。
　　污染源企業(yè)管理系統(tǒng)。污染源企業(yè)是整套系統(tǒng)中數(shù)據(jù)最為完備，數(shù)據(jù)量最為龐大的部分。主要是因為原有的MIS系統(tǒng)就比較完備。該系統(tǒng)原有的MIS系統(tǒng)部分完全吸收進來并輔以GIS的空間查詢、空間搜索、空間分析。
　　排污管網(wǎng)等地表水管理系統(tǒng)。排污管網(wǎng)系統(tǒng)由三部分組成：壓力泵站、壓力管、重力管。系統(tǒng)主要對這三部分的屬性、數(shù)據(jù)進行查詢分析。
　　數(shù)據(jù)庫接口系統(tǒng)。系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫采用Microsoft公司的SQL-server系統(tǒng)。考慮到對原有各種環(huán)保MIS系統(tǒng)的兼容，系統(tǒng)的各子系統(tǒng)都提供了數(shù)據(jù)的導(dǎo)入功能，以及數(shù)據(jù)的直接手工錄入及管理功能。
　　顯示更新時間。系統(tǒng)更新時間由用戶設(shè)定，最小更新時間為1min；所有數(shù)據(jù)以系統(tǒng)更新周期為基準定時更新所有數(shù)據(jù)。
　　顯示內(nèi)容。系統(tǒng)顯示畫面一般由系統(tǒng)菜單、靜態(tài)位圖、動態(tài)矢量圖等構(gòu)成，操作方式包括按鈕、快捷鍵、文本框、復(fù)選框、選項按鈕、下拉框、列表框等，并提供完整的幫助提示；對于數(shù)據(jù)的顯示最小可以具體到每一個儀表，?可以把數(shù)據(jù)的流向和任何一個儀表的通訊狀況直觀的顯示出來。
　　報警／事件。報警／事件具有優(yōu)先顯示權(quán)，除在監(jiān)控畫面上單點顯示外，對報警或事件狀況可以進行列表顯示，表中包括標志符(位號)、數(shù)值、說明、報警時間和消警時間(年、月、日、時、分、秒)、位置等。報警具有容易引起警覺的聲響輸出，并且可以選擇語音提示功能；報警聲響既可以因為信號的正常而消除，也可由操作員直接消除；對過程變量可以設(shè)定多個等級的報警限。報警的信息還可以通過多種方式進行擴展：輸出到揚聲器，發(fā)送EMAIL，?發(fā)送報警短消息到有關(guān)人員等等。
　　趨勢顯示。趨勢顯示包括實時趨勢和歷史趨勢。
　　數(shù)據(jù)顯示。各監(jiān)測站在操作運行過程中不斷將環(huán)保參數(shù)如流量、TOC(DOC)、PH值等通過網(wǎng)絡(luò)上傳，用戶既可以以數(shù)字的方式顯示實時值、累積值、計劃值等，可用表格、棒圖顯示，還可進行組顯示、特定顯示等。
　　診斷。系統(tǒng)具有自診斷工具，能進行常規(guī)性和預(yù)防性診斷維護。診斷過程及結(jié)果在屏幕上顯示并記錄。
　　操作記錄。系統(tǒng)在操作過程中，組態(tài)變化、重要環(huán)保參數(shù)的變化和設(shè)備運行狀態(tài)的改變等都應(yīng)及時記錄，記錄的數(shù)據(jù)包括各種操作記錄。操作記錄值存于操作記錄文件中，被授權(quán)用戶可以查找所有操作記錄。
　　中心站處理能力。調(diào)度中心計算機監(jiān)控系統(tǒng)主要完成整個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控管理任務(wù)，將各點現(xiàn)場監(jiān)控儀表傳送來的數(shù)據(jù)信息進行處理、分析及存檔，并向現(xiàn)場監(jiān)控儀表發(fā)送調(diào)度及控制命令。
　　對各現(xiàn)場監(jiān)控儀表數(shù)據(jù)的實時采集、處理和存儲。
　　顯示各現(xiàn)場監(jiān)控儀表動態(tài)工藝流程圖。
　　實時和歷史數(shù)據(jù)趨勢圖、棒狀圖及其它畫面顯示。
　　現(xiàn)場的工藝變量、全線工藝設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)視。
　　下達調(diào)度和操作命令。
　　報警和事件管理。
　　各種報表的生成和打印。
　　網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視及管理。