一、前 言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的污水排放量已越來越大，已造成地表水的嚴(yán)重污染，環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)不斷惡化趨勢，但目前全國各地對污染源和排污河渠的水質(zhì)監(jiān)測仍停留在手工監(jiān)測階段，時(shí)間覆蓋率低，樣品缺乏科學(xué)性和代表性，難以反映企業(yè)及城市污水排放連續(xù)變化的情況。國家及各省市地區(qū)日趨重視生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，在水資源污染方面不斷加強(qiáng)治理，但因?yàn)榄h(huán)境保護(hù)意識的淡薄及利益的驅(qū)使等諸多因素，隨意偷排污水和非達(dá)標(biāo)排污，造成環(huán)境嚴(yán)重污染的情況時(shí)有發(fā)生，因此在監(jiān)測監(jiān)管方面也要加大投入，提供一個(gè)有效的實(shí)用的先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)和解決方法，對加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測力度顯得極為迫切，建立廢水在線監(jiān)測系統(tǒng)，提高水質(zhì)監(jiān)測能力，勢在必行。
在污水治理監(jiān)測項(xiàng)目中，所涉及的污水處理監(jiān)測系統(tǒng)，很多必需無人值守設(shè)備或監(jiān)測點(diǎn)，受到地形、氣候、監(jiān)測范圍等因素影響，有些場合不適合用有線通信和無線數(shù)傳電臺等數(shù)據(jù)傳輸方式， 而且它們還具有移動性差、成本高、擴(kuò)展性差、設(shè)備維護(hù)不方便等缺點(diǎn)，而中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，具有高速的數(shù)據(jù)傳輸和永遠(yuǎn)在線的特點(diǎn)，配合靈活的資費(fèi)方式，使GPRS通訊在污水處理監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用具有無可比擬的性價(jià)比優(yōu)勢。
二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)是由污水排放監(jiān)測點(diǎn)、監(jiān)測中心站和管理中心（環(huán)保局）組成的污水監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對企業(yè)廢水和城市污水的自動采樣、流量的在線監(jiān)測和主要污染因子的在線監(jiān)測；實(shí)時(shí)掌握企業(yè)及城市污水排放情況及污染物排放總量，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動傳輸；由監(jiān)測點(diǎn)對水質(zhì)參數(shù)自動采集、處理、保存和遠(yuǎn)程通訊傳輸，檢測中心站的計(jì)算機(jī)控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、整理和綜合分析；監(jiān)測信息傳至環(huán)保局，由環(huán)保局對企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督管理。
1、 污水排放監(jiān)測點(diǎn) ：污水處理監(jiān)測點(diǎn)利用各種傳感器或?qū)Ｓ脙x表，采集與污水處理有關(guān)的物理、化學(xué)參數(shù)。如污水處理設(shè)備運(yùn)行狀況，工業(yè)用水進(jìn)水流量/總量，排放污水流量/總量，污水PH值，污水的相對濁度等。各種數(shù)據(jù)從監(jiān)測儀的通信口傳送到GPRS模塊，由GPRS模塊把數(shù)據(jù)打成TCP/IP 包，發(fā)送到監(jiān)控中心站的GPRS模塊端口上。
2、 監(jiān)測中心站 ：本系統(tǒng)采用阿爾泰科技提供的GPRS模塊，主站和分站采用主從式傳輸，監(jiān)控中心站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和報(bào)表系統(tǒng)組成，主要完成的功能有數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)處理，報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析打印等。
數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、報(bào)表系統(tǒng)作為主要的人機(jī)交互界面，收集監(jiān)測點(diǎn)傳輸來的信息和其他污染源的監(jiān)測信息；負(fù)責(zé)對監(jiān)測信息分類、篩選和綜合分析；完成對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、運(yùn)算、處理，能自動生成各種報(bào)表；具有存儲、顯示、記錄、打印、統(tǒng)計(jì)等功能，而且還可以向監(jiān)測點(diǎn)發(fā)送有關(guān)查詢命令和控制信息。
各監(jiān)測點(diǎn)的GPRS模塊上電后自動連接到GPRS網(wǎng)絡(luò)，這樣監(jiān)控中心和各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)間就實(shí)現(xiàn)了雙向傳輸數(shù)據(jù)。不需要固定IP地址。采用這種方式組成點(diǎn)對多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)具有實(shí)時(shí)性好、安全性高的特點(diǎn)，并且費(fèi)用相對低廉。同時(shí)監(jiān)測中心和管理中心（環(huán)保局）也進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)測信息傳至管理中心，由管理中心對企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督管理。
3、 管理中心：管理中心由環(huán)保局相關(guān)部門組成，是本系統(tǒng)的決策中心，主要對從監(jiān)測中心站獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、調(diào)研，及時(shí)作出管理決策，增加管理力度，并設(shè)置一個(gè)大屏幕投影系統(tǒng)，顯示管轄區(qū)域的重點(diǎn)點(diǎn)污染源分布和監(jiān)測結(jié)果，同時(shí)可用計(jì)算機(jī)多媒體語音系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量狀況演示。
三、結(jié) 語
該系統(tǒng)和傳統(tǒng)監(jiān)測方式相比，實(shí)現(xiàn)了水排放量及理化參數(shù)量數(shù)據(jù)的自動提取和隨機(jī)抽取、污水處理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況的自動提取監(jiān)控和非正常情況下的報(bào)警、污水排放主要理化指標(biāo)超標(biāo)自動報(bào)警、排污費(fèi)的自動計(jì)費(fèi)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表自動生成。同時(shí)該系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低，系統(tǒng)容易擴(kuò)展，留有數(shù)據(jù)接口，通過配置或改變不同的傳感器，采集大氣參數(shù)、城市噪音參數(shù)，系統(tǒng)也適用于大氣和噪音監(jiān)測，與有線MODEM、無線數(shù)傳電臺數(shù)據(jù)傳輸相比，該系統(tǒng)在技術(shù)上更具先進(jìn)性。
從經(jīng)濟(jì)效益和社會效益來說，過去對企業(yè)的惡意偷排和閑置排污設(shè)備運(yùn)行等不法行為難以察覺、難以監(jiān)管、近乎束手無策，這是個(gè)全國性的難題。本系統(tǒng)對污水偷排、污水主要理化指標(biāo)超標(biāo)排放、污水處理設(shè)備閑置，均能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并自動報(bào)警。系統(tǒng)造價(jià)不高，Gov不需要太多的投資，企業(yè)完全能夠承受，便于大規(guī)模推廣。
產(chǎn)品具體介紹：
性能簡介：
◆ CPU：AT91SAM7X256；
(55MHz主頻的32位RISC處理器、256KB Flash、64KB SRAM)；
◆ 數(shù)據(jù)存儲：16Mb Flash；
◆ 串行接口：1路5線制串口；
1路3線串口(RS485與之復(fù)用)；
1路CAN2.0接口；
1路USB2.0接口；
◆ 以太網(wǎng): 帶RJ-45口的10/100Base-T 以太網(wǎng)口；
◆ 模擬量輸入：4路差分或8路單端模擬量輸入(可選電壓和電流輸入方式)；
◆ 模擬量輸出：4路模擬量輸出
◆ 數(shù)字量輸入輸出：共32路,可每8路配置輸入輸出；
◆ 溫濕度傳感器：選配SHT-71/75,用于對系統(tǒng)環(huán)境的檢測；
◆ RTC時(shí)鐘：精密、超低功耗，帶備用電池的實(shí)時(shí)時(shí)鐘；
◆ LED燈：4個(gè)(1個(gè)電源指示、1個(gè)狀態(tài)指示、2個(gè)以太網(wǎng)狀態(tài)指示)；
◆ JTAG調(diào)試接口；
◆ 系統(tǒng)供電：7V～35V DC 20mA～1A 板載開關(guān)電源；
◆ 工作溫度：-40℃ ～ +85℃；
◆ 工作濕度：5 ～ 95％ 不結(jié)露；
