7寸人機界面在環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測儀器中的應用

一、方案背景

隨著當今世界工業(yè)化程度越來越高，物質(zhì)生活質(zhì)量提高的同時也帶來了環(huán)境質(zhì)量的破壞。人類的身體健康受周邊環(huán)境直接影響，空氣質(zhì)量問題日益成為公眾關(guān)注的焦點。空氣中的污染物主要包括可吸入顆粒物(例如PM2.5)、二氧化硫、二氧化碳等，對人體健康的危害主要表現(xiàn)為對呼吸系統(tǒng)的影響。長時間吸入可能引起呼吸功能下降、呼吸道癥狀增加甚至更加嚴重的后果?？諝猸h(huán)境的保護要有可靠、有效的監(jiān)測手段，為環(huán)境的治理提供強有力的依托。監(jiān)測空氣環(huán)境中各污染物的濃度，并將監(jiān)測結(jié)果傳輸給遠程終端成為解決問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 

我國目前大部分地區(qū)依然采用人工采樣和實驗室分析為主的大氣監(jiān)測手段，這種方式不能及時、準確地監(jiān)測到污染物的實時排放情況，使得環(huán)境管理人員很難在短時間內(nèi)摸清所有污染區(qū)的實際情況，對各種突發(fā)性污染源及污染現(xiàn)場，也不能做到即時準確的監(jiān)測和處理。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器進行處理。由于監(jiān)測點分散，分布范圍廣，而且大多設置在環(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。

二、應用方案介紹

工作原理

環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測儀器通過2G無線網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸，成為環(huán)保部門選擇的通信手段之一。污染源監(jiān)測設備可將采集到的污染數(shù)據(jù)和告警信息通過2G網(wǎng)絡及時發(fā)送到環(huán)保監(jiān)測部門，實現(xiàn)對排污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。

污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)從底層向上可分為污染源現(xiàn)場監(jiān)測站、傳輸網(wǎng)絡和環(huán)保局中心站3 個層次（如下圖所示）。 

1）現(xiàn)場監(jiān)測站位于各個污染源現(xiàn)場監(jiān)測點，又可分為現(xiàn)場儀表、現(xiàn)場通信網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)采集傳輸服務器、無線傳輸終端等組成，主要完成數(shù)據(jù)的采集和處理、GPRS終端組網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)采集、分析、GPRS網(wǎng)絡接入、無線透明傳輸鏈路建立等工作。

2）傳輸網(wǎng)絡負責將污染源現(xiàn)場監(jiān)測站的數(shù)據(jù)傳輸?shù)江h(huán)保局中心站，屬于傳輸介質(zhì)；

3）環(huán)保局中心站它通過網(wǎng)絡傳輸層和現(xiàn)場層相互通訊，交換數(shù)據(jù)、指令下達，以實現(xiàn)對現(xiàn)場層的集中遠程監(jiān)控，并且可以通過其軟件接口與視頻系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)進行無縫結(jié)合。

系統(tǒng)功能

1）、實時監(jiān)控管理 

2）、強大的報警與預警功能 

3）、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析 

4）、與地理信息系統(tǒng)(GIS)無縫集成 

5）、系統(tǒng)管理 

三、方案優(yōu)點

將自動控制、網(wǎng)絡通信、計算機以及GIS 等信息技術(shù)引入環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域,采用SIMCOM工業(yè)級的無線傳輸模塊、組建包括污染源在內(nèi)的各環(huán)境要素在線監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)與建設,對重點污染源進行連續(xù)實時監(jiān)測,動態(tài)掌握重點污染源企業(yè)的排污及超標情況,對加強重點污染企業(yè)、流域污染物排放的監(jiān)督、總量控制、防止重大污染事故的發(fā)生,提高我國環(huán)境監(jiān)測信息化水平以及環(huán)境決策與管理能力等都具有重大意義。

環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測儀器基于2G技術(shù)，它由氣體采集器、HMI、數(shù)據(jù)中心（管理工作站，數(shù)據(jù)庫服務器，web發(fā)布服務器）組成。采集器負責實時采集各種監(jiān)測參數(shù)（可吸入顆粒物(例如PM2.5)、二氧化硫、二氧化碳等），然后匯總到HMI，通過內(nèi)置的2G模塊，發(fā)送數(shù)據(jù)到服務器，服務器上的數(shù)據(jù)可以通過web和客戶端形式發(fā)布到各個省縣級環(huán)保監(jiān)測單位。具有采集數(shù)據(jù)快速準確，能快速生成統(tǒng)計分析,安全可靠等特點，極大地提高了數(shù)據(jù)采集的實時性，穩(wěn)定性，高效性。