基于移动互联的智慧采样技术集成和应用

蒋智伟　应方　许燕冰　周佳骋

摘要：随着互联网的发展，移动互联（物联网）作为新一代信息技术逐渐融入并影响着人们的工作和生活。在环境监测领域，智慧实验室系统（lims+）以其智能化、人性化以及安全可靠等优势广泛吸引着大众的关注。智慧系统重点研究云服务、传感器、无线通信、应用设计等技术，将仪器信息传输（物联网技术）与lims进行深度融合，为环境监测机构基于业务管理与质量控制提供专业解决方案。

关键词：移动互联;信息管理;仪器直连;人机交互

中图分类号：X830.3 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）09-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.037

Intelligent sampling technology integration and application based on mobile internet

Jiang Zhiwei 1，Ying Fang 1，Xu Yanbing1，Zhou Jiacheng2

（1.Hangzhou Environmental Monitoring Center Station，Hangzhou Zhejiang 310000，China;

2.Zhejiang Qiushi Environmental Monitoring Co.，Ltd.，Hangzhou Zhejiang 310000，China）

Abstract：With the development of the Internet，mobile Internet （Internet of things）， as a new generation of information technology， is gradually integrated into and affects peoples work and life.In the field of environmental monitoring， intelligent laboratory system （lims+） has attracted public attention for its advantages of intelligence， humanization，safety and reliability.Smart system focuses on cloud services， sensors， wireless communication， application design and other technologies， and deeply integrates instrument information transmission （Internet of things technology） with lims to provide professional solutions for environmental monitoring organizations based on business management and quality control.

Key words：Mobile Internet;Information management;Direct connection of instruments;The human-computer interaction

物联网指物物相连的互联网，它是新一代“信息化”的重要产物。现阶段国家对国内发展物联网的方向目标给予了明确指示，未来将物联网发展上升至国家战略层面。在环境监测领域，国家在《关于深化环境监测改革提高环境监测数据质量的意见》中第十九条提出“加强大数据、人工智能、卫星遥感等高新技术在环境监测和质量管理中的应用，通过对环境监测活动全程监控，实现对异常数据的智能识别、自动报警。”

1 系统概述

智慧系统是基于移动互联模式下为监测机构线下业务量身打造的一站式专业解决方案。它从业务流程、资源管理、质量控制、内部管理等方面出发，为环境监测机构日常运行、管理保驾护航。智慧系统解决传统监测方式存在的弊端：（1）传统监测作业效率低、成本高。传统的手工模式下很多环节都存在重复作业的情况，比如仪器测试数据出来后，仍需手工填入采样单;在报告编制环节，报告员仍需手工采集之前采样废气参数、实验室的结果数据，手工计算，效率非常低下。当仪器测试数据量大的情况下，数據的传递存在二次誊抄的隐患，容易出错。而移动互联监测模式核心优势为提高效率与准确率，当监测行为实施时，仪器产生数据通过有线或无线方式传输至软件系统，自动填写原始记录、修约直至生成最后监测报告，省去了填写原始记录工作量;同时，仪器直连能从根本上解决二次誊抄问题，点对点的数据传输杜绝数据出错、缺失，提高数据准确率。

（2）传统监测信息传递慢且不对称、内部管理成本高。现有的信息化传递模式，当监测信息发生变更，信息会同步更新上下游部门，信息传递实时准确，并留下修改日志，加快内部业务流程速度;同时内部管理由人工管理模式上升到可视化管理，业务流程可以查询，预警，部门业务绩效管理，工作量统计等，极大地减轻了内部管理成本。

2 系统结构框架

为满足一般环境监测机构管理需要，从数据结构划分，智慧系统主要分为以下层次。

2.1 数据采集层

（1）使用系统的RS232U、蓝牙模块、连接自动烟尘采样仪、COD仪、智能烟气采样仪等具有RS232输出或蓝牙输出接口的仪器。

（2）使用系统的 DCU，连接具有工作站软件的分析仪器，如爱华新款噪声仪，安捷伦、热电、岛津等实验室仪器。

2.2 数据层

本业务管理系统采用MS SQL2008数据库。系统数据库及后台存放在机构私有云。

2.3 应用层

指系统主体，应用该系统实现各种类型的业务管理、资源管理、质量保证，并给机构管理层和内部用户提供业务信息查询平台。

3 功能模块

智慧系统分为数据采集、业务流程管理、资源管理、综合管理等模块。

3.1 数据采集

仪器数据的自动采集是监测流程自动化的关键内容。目前在原理上已经覆盖外场作业的自动烟尘采样仪、烟气测试仪等10多种测量仪器;实验室方面，已覆盖原子吸收、色谱、光谱、质谱等不同原理20多种测量仪器。基于完整的数据采集方案：本文以以下2种方案为主要研究方向。

3.1.1 方案 1

对于自带工作站软件的仪器，智慧系统通过工作站特定目录导入结果数据。

机构分析人员可以将结果或仪器工作站的测试报告保存成PDF 格式的文件，系统自动将文件直接保存到特定目录。智慧系统可以自动的采集PDF文件，并对该文件进行智能的处理和分析，读取报告中的样品编号、结果等重要信息，自动填写分析单原始记录。智慧系统支持图谱文件的上传和保存。

3.1.2 方案 2

对于没有工作站但有RS232串口输出的仪器，我们将通过安装了智慧系统的PC机直接连接仪器的RS232接口，通过智慧系统中预置的控件进行数据采集。

对于有USB串口输出、蓝牙模块的仪器，实现方式与 RS232 串口连接方式类似。

3.2 业务管理

业务管理模块共有检测委托-检测采样-检测分析-检测报告4个主要环节，实现对现有检测业务流程的全面管理。

3.2.1 监测委托

监测委托主要记录客户信息和项目信息，客户信息主要包括委托单位，受测单位基本信息;项目信息包含项目名称、负责人、监测因子、检测方法、测点、频次、评价标准等内容，以上内容登记完毕后，自动生成项目委托单。

3.2.2 实验分析

监测分析对所接入样品进行定量分析，监测分析会记录实验环节的结果数据和过程信息，相关数据会进入报告环节，同时信息的更改会同步更新委托、采样及报告环节。

3.2.3 出具报告

智慧系统根据线下实际需求灵活的出具单类别报告或综合报告。系统支持多模板样式，不同报告模板满足不同应用场景的需求。数据信息自动计算修约，满足国家标准要求。

4 结语

智慧系统的研究与应用引发了环境监测领域的行业思考，传统人工作业模式已经跟不上快节奏的业务需求和质量保证，环境监测领域也向高度智能化，信息集约化方向发展。从多家监测机构的应用结果表明，智慧系统从完整性、贴合性、便捷性、溯源性已满足监测机构日常实际需求，可作为成熟的应用工具。此外，基于对环境、污染源数据的完整收集、分析及建模，能为生态环境局立项、环评、审批、跟踪、执法等行政管理部门提供深度技术服务，同时也能为城市大脑智慧服务提供数据支撑。

参考文献

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[2]汪志国，齐文启.环境监测仪器的发展现状和趋势分析[M].北京：中国环境监测总站，2007.

[3]施明才，朱伟亮，沈鸿海.环境保护中污染源自动监测技术的应用研究[J].资源节约与环保，2020（01）：26.

[4]钟志乾，李慧欣.探讨环境保护中污染源自动监测技术的运用[J].低碳世界，2019，9（04）：25-26.

收稿日期：2020-07-12

作者簡介：蒋智伟（1985-），男，汉族，本科学历，主任助理，研究方向为制定完善智慧系统工作方案，绘制智慧系统原型，制定数据库编码规范，制定硬件接口与传输规范。