CN201066900Y - 环保在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种环保在线监测装置，由数据采集模块、模数转换器A/D、嵌入式中心处理器MCU构成，其中数据采集模块的输出与模数转换器A/D的输入端相连，模数转换器A/D的输出与嵌入式中心处理器MCU的数据端相连接，其特点是：模数转换器A/D的输出通过RS232接口与嵌入式中心处理器MCU相连，嵌入式中心处理器MCU还连接有一个无线网络模块，无线网络模块通过无线网络与监控中心(上位机)相连接。本实用新型利用无线移动网络系统可提供广域的无线IP连接，在移动通信服务商的网络业务平台上构建环保信息采集传输系统，实现环保信息采集点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。
Description
技术领域
本实用新型属于一种环保监测装置，特别是一种环保在线监测装置。
背景技术
现有环保监测装置主要反映的问题是：虽然下位机的数据基本准确，但是数据上传到中心时约有20％的数据发生错误，另外，即使有80％的数据正确，但是统计数据基本上不准确。另外，国家环保局对数据的计算、正确性、保存时间等做了更明确的规定。所有这一切，要求对现有的环保监测系统，包括从数据采集到监控中心进行改造，以满足数据监测的要求。
发明内容
本实用新型的目的是根据国家环境保护总局颁布的中华人民共和国环境保护行业标准《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ/T76-200×)以及相关要求，结合当前自动化领域、通讯领域、计算机领域最新科技的发展，而提供一种环保在线监测装置，以克服上述的不足。
为了实现上述目的，本实用新型由数据采集模块、模数转换器A/D、嵌入式中心处理器MCU构成，其中数据采集模块的输出与模数转换器A/D的输入端相连，模数转换器A/D的输出与嵌入式中心处理器MCU的数据端相连接，其特点是：模数转换器A/D的输出通过RS232接口与嵌入式中心处理器MCU相连，嵌入式中心处理器MCU还连接有一个无线网络模块，无线网络模块通过无线网络与监控中心(上位机)相连接。
本实用新型利用无线移动网络系统可提供广域的无线IP连接，在移动通信服务商的网络业务平台上构建环保信息采集传输系统，实现环保信息采集点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。
本实用新型的有益效果是：1、实时性强：与短消息服务比较，由于无线移动网络具有实时在线特性，系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个/所有监测点的各种数据。可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。而且无线移动网络兼容短信息，可以依据用户要求灵活选择；2、可对各监测点仪器设备进行远程控制：通过无线移动网络双向系统还可实现对仪器设备进行反向控制，如：时间校正、状态报告、开关等控制功能，并可进行系统远程在线升级；3、建设成本少低：由于采用无线移动网络公网平台，无需建设网络，只需安装好设备就可以，建设成本低；4、监控范围广：构建环保信息采集传输系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制。由于环保信息采集点数量众多，而且地理位置分散，各厂区情况各异，特别适合采用无线移动网络系统；5、具有良好的可扩展性：由于目前无线移动网络已覆盖省内绝大部分地区，基本不存在盲区，可实现大范围的在线监控，满足环保信息采集传输系统对覆盖范围的要求；6、系统的传输容量大：环保监控中心站要和每一个环保信息采集点实现实时连接。由于环保信息采集点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而无线移动网络技术能很好地满足传输突发性数据的需要；7、数据传送速率高：每个环保信息采集点每次数据传输量在10Kbps之内。无线移动网络传送速率理论上可达171.2kbit/s，目前无线移动网络实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足本系统数据传输速率(≥10Kbps)的需求；8、通信费用低：采用包月计费方式，运营成本低；9、有相应的方法解决通讯数据错误问题。
附图说明
附图为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
本实用新型现场监控点通过数据采集模块自动采集污染源信息，通过RS232接口与GPRS透明数据传输终端相连，通过GPRS透明数据传输终端内置嵌入式中心处理器MCU对数据进行处理、协议封装后通过网络模块GPRS Modem发送到GSM网络。
本实用新型数据采集模块有以下三种方案：
A.采用SOC系统，直接由SOC芯片将4-20mA或0-5V模拟数据通过模数转换，然后通过GPRS透明数据传输终端送至监控中心。
B.采用ARM系统，由ARM控制专用A/D转换芯片将4-20mA或0-5V模拟数据通过模数转换，然后通过GPRS透明数据传输终端送至监控中心。
C.采用工控计算机，通过专用A/D卡将4-20mA或0-5V模拟数据通过模数转换，然后通过GPRS透明数据传输终端送至监控中心。
以上三种方案都可同时采集8-16路模拟量数据，1路数字输入(标准串行口RS485/RS422/RS2232)和1路数字输出标准(串行口RS485/RS422/RS2232)，连接GPRS Modem，通过GPRS网络和TCP/IP协议向指定的静态IP发送数据，还可向污水控制系统或其他工厂监控系统发送数据，以便企业实时监控排放数据。可以实现：1、数据采集和控制，包括可以动态显示仪器现场工作状态、报警信息、图表以及动态显示污染物排放数据和相关参数。可由仪器数据的采集和控制功能协调整个系统的时序，记录测定数据和仪器运行状态数据，根据状态数据诊断仪器运行状态并在测定数据后面给出状态标记，当仪器运行不正常时发出警告信息。当一小时监测数据滑动平均值(每15min滑动一次)超过排放标准时，仪器发出超标告警信息；2、可以诊断检查，数据采集器对一次测量仪器具备自诊断功能(传感器故障报警、超标报警、通讯故障报警、断电记录等)，并记录下有效数据个数(或样本数)。
本实用新型的数据采集模块有独立脱网工作功能，而不影响数据采集器的各种功能，采集系统实时数据传输速度为每3秒刷新所有数据点。采集系统可以存储一年以上的原始数据，记录测定数据和仪器运行状态数据，自动生成运行参数报告，数据报告，掉电记录报告，操作记录报告和仪器校准报告。可记录有效数据个数、电源故障、排放源停运、记录零点和量程校准、记录操作和维护、记录超标排放、记录数据丢失、记录超测定下限和上限、记录仪器故障等。当受外界强干扰或偶然意外或掉电后又上电等情况发生时，造成程序中断，系统能自动启动，自动恢复运行状态并记录出现故障的时间和恢复运行的时间。采集系统可以存贮能力达到256MB，满足数据缓冲要求，符合CEMS的技术要求，具有24小时实时在线传输功能，如发生掉线将自动重拨号码，自动上线，具备“看门狗”功能，“永远在线”、“永不死机”。
本实用新型监控中心(上位机)服务器申请配置固定IP地址，采用省移动通信公司提供的DDN专线，与GPRS网络相连。由于DDN专线可提供较高的带宽，当环保信息采集点数量增加，中心不用扩容即可满足需求。监控中心服务器接受到GPRS网络传来的数据后先进行AAA认证，后传送到监控中心计算机主机，通过系统软件对数据进行还原显示，并进行数据处理。监控中心可以自动记录运行参数设置的修改，可对这些记录随时调用。系统对废气每10秒获得一个累计平均值，能显示和打印一分钟、十分钟的测试数据和监测数据滑动平均值，生成小时(至少45分钟的有效数据)、日(至少18小时的有效数据)、月(至少22天的有效数据)、年报表等并具有对缺失或丢失数据进行数据修复的功能。报表中应给出最大值、最小值、平均值、参加统计的样本数。系统对废水就每60秒获得一个累计平均值，可以显示和打印一分钟、十分钟的测试数据和监测数据滑动平均值(COD除外，COD至少30分钟获得一个监测值，能显示和打印30分钟、60分钟的测试数据)，生成小时(至少45分钟的有效数据)、日(至少18小时的有效数据)、月(至少22天的有效数据)、年报表等并具有对缺失或丢失数据进行数据修复的功能。报表中应给出最大值、最小值、平均值、参加统计的样本数。系统可以按不同时段不同日期的历史数据进行报表统计和图形曲线分析；自动生成日报、月报、年报。监控中心可以对缺失或丢失数据修复检查，在具有质量保证的前提下污染源排放连续监测系统首次将正常运行720小时。缺失或丢失数据后，监控中心自动修复缺失或丢失数据。监控中心远程可实时发送时钟命令并校准数据采集/控制系统的时钟，据采集/控制系统同时发送时钟命令校准分析仪器的时钟。监控中心远程可实时发送和自动发送零点和量程漂移校准分析仪器的零点和量程。监控中心对不连续监测的项目(如COD等)远程可通过数据采集/控制系统设置仪器测量时间。对不连续监测的项目(如COD等)远程可发送强制采样监测命令。监控中心可以记算烟气或气态污染物的排放量，包括烟尘或气态污染物小时排放量，烟尘或气态污染物日排放量，烟尘或气态污染物月排放量，烟尘或气态污染物年排放量等。
本实用新型安全措施：由于环保数据采集系统的特殊性，本实用新型需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。监控中心可通过公网使用VPN接入到移动GPRS网，采用VPN方式成本比较低，企业不用租用专线，还可以利用原有的VPN设备，移动终端需要安装具有VPN二次虚拟拨号的功能的软件。通过VPN方式，客户端在连接应用服务器前，要经过服务器的认证整个数据传送过程得到了加密保护，安全性比较高，可充分保障速度和网络服务质量。另外，监控中心也可以采用APN接入方式，租用专线接入到移动公司的GGSN设备上，这种成本高，安全性高、稳定可靠。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (4)
1.一种环保在线监测装置，由数据采集模块、模数转换器A/D、嵌入式中心处理器MCU构成，其中数据采集模块的输出与模数转换器A/D的输入端相连，模数转换器A/D的输出与嵌入式中心处理器MCU的数据端相连接，其特征在于：模数转换器A/D的输出通过RS232接口与嵌入式中心处理器MCU相连，嵌入式中心处理器MCU还连接有一个无线网络模块，无线网络模块通过无线网络与监控中心相连接。
2.如权利要求1所述的环保在线监测装置，其特征在于：数据采集模块采用SOC系统，直接由SOC芯片将4-20mA或0-5V模拟数据通过模数转换，然后通过GPRS透明数据传输终端送至监控中心。
3.如权利要求1所述的环保在线监测装置，其特征在于：数据采集模块采用ARM系统，由ARM控制A/D转换芯片将4-20mA或0-5V模拟数据通过模数转换，然后通过GPRS透明数据传输终端送至监控中心。
4.如权利要求1所述的环保在线监测装置，其特征在于：数据采集模块采用工控计算机，通过A/D卡将4-20mA或0-5V模拟数据通过模数转换，然后通过GPRS透明数据传输终端送至监控中心。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2007-08-09 CN CNU2007200863586U patent/CN201066900Y/zh not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Assignee: Wuhan Iron & Steel (Group) Corp. Assignor: Wuhan Huade Ecotek Corporation Contract record no.: 2010420000166 Denomination of utility model: Environment protection online monitoring device Granted publication date: 20080528 License type: Exclusive License Record date: 20101025 |
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Assignee: Wuhan Huade Ecotek Corporation Assignor: Wuhan Iron & Steel (Group) Corp. Contract record no.: 2010420000166 Denomination of utility model: Environment protection online monitoring device Granted publication date: 20080528 License type: Exclusive License Record date: 20101025 |
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| C17 | Cessation of patent right | ||
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Granted publication date: 20080528 Termination date: 20130809 |