通用无线分组技术在环境监测系统中的应用

吴 楠

（江苏省靖江市环境监测站江苏靖江214500）

1 GPRS技术在城市环境监测中的优势

通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service,GPRS）作为一种成熟的无线通讯技术，其能为城市环境监测提供透明的数据传输，直接使用网络传输接口通道；相对来说，GPRS技术能确保数据传输的实时性、科学性，不仅速度快，高于从前的监测效率，在稳度、准确度与精度上也更胜一筹，同时，网络优势带来的实时在线也是监测得以顺利实施的重要保障；在所需要耗费人力、物力及经费使用上，GPRS技术支持下的环境监测系统从长远方向来看，也更为低廉，可以说，GPRS技术是城市环境监测系统的不二选择[1]。

2 如何实现GPRS技术对城市环境监测系统的支持

2.1 系统结构与功能

城市环境监测系统共有三部分组成，现场机系统、传输系统以及上位机系统三部分。这三个部分互相独立但是又联系密切，他们地位平等，对城市各个地方的环境监测反馈通过四通八达的网络技术实现信息的交汇。现场机系统主要是执行样品采集、数据分析工作，所有监测分析仪器输出的数据资料应能够换算为标态下污染物浓度，仪器均应具有良好的抗干扰能力，系统质量过硬，故障率低，且系统兼容性要满足现在及未来一定时期内环境监测系统的使用需求，并有利于全市的监测系统整合及管理平台的建立[2]。传输系统是所有信息得以被进行整合的关键通道，因此在网络通道设置上，要确保其畅通性与优质性。比如监控中心需要定时向现场机系统发布指令，检查其仪器参数及反馈信息，就需要良好的传输通道作为保障。上位机系统是环境监测系统的最主要组成部分，也是环境监测功能得以发挥的核心，它包括对所有数据的汇总、整理、命令发布以及对各种反馈信息的分析处理等。上机位功能实现的关键在于系统应用软件的编写，根据其职责，可以分为数据通信与数据库管理两个部分。总之，大气环境监测系统必须符合《环境空气质量监测规范（试行）》（国家环保总局公告2007年第4号）和《环境空气质量自动监测技术规范》（HJ/T 193-2005）的要求[；水质环境监测系统必须符合《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T 91-2002）和《地表水自动监测技术规范》（征求意见稿）（国家环保部2010年261号）等相关要求。在实际运作中满足环境监测需求。系统构成见图1。

图1 系统总体结构图

2.2 硬件实现

从监测需求和监测环境出发，所有监测硬件都至少要具备以下要求：（1）工作电源：AC220V(10%)，50HZ；（2）工作环境温度：0℃－40℃；（3）工作环境湿度：0%RH－80%RH；（4）工作方式：连续自动，在单机技术性能指标上，即使出现大范围供电障碍，各监测仪器设备也要具备停电来电自动恢复功能，确保监测的及时性与连续性。环境监测的现场机系统能满足自动连续进行正常、稳定的环境空气、水质监测要求；具有各项资料自动传输，远程自动和手动控制、诊断、现场手动控制及故障显示和排除等基本功能，在有效污染信息的捕获率上应达到90%以上，并且能够结合对监测数据准确性产生影响的多个要素实现对仪器多参数的远程自动控制校准，具有校准性能检验功能。传输系统的所有系统通讯协议、接口、数据采集、存储、传输必须符合《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》（HJ/T 212-2005），具有点对点、无线（GPRS或CDMA）或有线（ADSL或光纤）等数据传输功能[3]。

2.3 软件设计

软件的编程设计主要集中于上机位系统，主要是协调各监测任务，发布命令，实施调度，因此可以从用模块化的软件设计方法，例如uC／OS—II嵌入式操作系统，在把握各任务之间关系与重要性的基础之上进行调度，一方面实现了数据采集与传输之间的串口通信，另一方面实现了与数据监控中心的实时通信，完全可以满足协调、传输与数据库功能。软件平台在运行过程中，要加强各模块监控，及时发现、处理各类问题故障。例如以VC++为基础进行开发，其采用Socket方式实现，能够为系统提供更强大的数据管理与处理功能，方便使用。在系统平台完成后，要进行测试实验，确保软件系统的稳定、合理、规范、高效运行。

2.4 系统运行实现

在硬件链接平台及软件平台都投入使用的情况下，对系统的工作状况进行全面监测。首先是硬件部分，硬件装置连接完成后，要对各类监测仪器进行运行检测，确保其功能的实现，尤其是户外装置，要做好检测、保护与维修。其次是软件平台的运行检测，要确保运行无漏洞，根据监测需求及时对内在任务模块进行调整，在各方测试成功之后，再接入GPRS模块进行测试。最后是整个系统运行的检测与实现，要从数据采集、传输、分析整合、命令发布和反馈等方面综合进行调整、评估，确保环境监测平台的高效与完整，能够切实的投入使用。

3 总结

综上所示，在城市环境监测系统中，通过采用GPRS技术不仅能够有效解决多点监测和实时监控的问题，并且通过GPRS系统还能够实时将各类环境监测数据以及环境污染情况及时地反映到城市环境监测系统中，进而能大大的提高工作效率，为城市环境的实时监测和保护提供新的方法。

[1]周明，黄作维.基于GPRS技术的生态环境监测系统设计.计算机测量与控制，2010,18(5)：96-98.

[2]秦宇飞,白焰,张菊军,李晓忠,钟艳辉.垃圾焚烧发电厂环境监测系统的设计与实现[J].热力发电,2010(10):450-452.

[3]姜彬.建立环境监测预警体系处理环境监测所面临的问题[J].价值工程，2011,30(3)：15-16