环保数据采集无线传输组网方案

环保数据采集无线传输组网方案

一、概述

环保无线数据采集系统是一个由污染源排放监测点、无线通讯设备和监测中心组成的污染源监测系统。该系统可对污染源进行自动采样、对主要污染因子进行在线监测；掌握城市污染源排放情况及污染源排放总量，监测数据自动传输到环保监测中心；由监测中心的计算机进行数据汇总、整理和综合分析；监测信息传至环保局，由环保局对污染源进行监督管理。对从监测中心站获得的监测信息进行分析、调研，及时作出管理决策，增加管理力度在环保数据采集系统中，常常需要对众多的污染排放点进行实时监测，大部分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散，分布范围广，而且大多设置在环境较恶劣的地区，通过电话线传送数据往往事倍功半。通过GPRS/CDMA无线网络进行数据传输，将成为环保部门选择的重要通信手段。污染源监测设备可将采集到的污染数据和告警信息通过GPRS/CDMA无线网络及时发送到环保监测部门，实现对排污单位或个人的及时管理，可以大大提高环保部门的工作效率。二、系统特点

GPRS\CDMA无线环保监控系统具备如下特点：

1、良好的实时响应与处理能力。与短消息服务比较，由于GPRS/CDMA具有实时在线特性，系统无时延，系统能够同时实时收取、处理多个/所有监测点的各种数据，无需轮巡就可以同步监测点的时钟可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。

2、远程仪器设备控制：由于采用GPRS/CDMA双向传输系统，监控中心可以反向实现对仪器设备的时间校正、状态报告、开关以及其他监测、控制等功能；

3、建设成本低：可充分利用现有GPRS/CDMA网络，设备安装即接通，而采用超短波通信时需要充分考虑现场环境，还需要配备天线铁架等附属设备。

4、安装调试简单，建设周期短：利用现有成熟GPRS/CDMA网络，系统投入运行时基本不需要调试，安装简捷。采用超短波通信时安装调试工作量大，要先进行现场信号测试，天线铁架架设，天线方向角度调试等工作。

5、覆盖范围广：构建环保监控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，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。由于监控点数量众多，分布在全市范围内，部分监控点位于偏僻地区，而且地理位置分散。采用超短波通讯方式，覆盖范围只有30多公里；而采用GPRS/CDMA方式，理论上在无线GPRS/CDMA网络的覆盖范围之内，都可以实现监控。

6、数据传输速率高：GPRS/CDMA网络传送速率理论上可达171.2/372Kbps，实际应用时数据传输速率在40-80Kbps左右，而目前一般的超短波数传电台传送速率多为2.4kbit/s或更低。

7、系统的传输容量大：监控中心站要和每一个环保数据监控点实现实时连接。由于监控点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS/CDMA技术能很好地满足传输突发性数据的需要。

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8、通信费用低，可按时间和流量进行收费 9、系统易于扩展和维护。三、系统组成

系统示意图

环保数据采集无线传输系统由数据采集终端、GPRS/CDMA DTU和数据检测中心组成，数据采集设备通过标准的RS232/RS485串口和GPRS/CDMA DTU连接，GPRS/CDMA DTU接收到采集的数据通过GPRS/CDMA无线网络传送到数据监控中心，监控中心通过接入Internet或移动运营商专网接收数据进行分析处理，数据监控中心也可以通过GPRS/CDMA无线网络发送控制命令对数据采集终端设备进行控制。 1、环保信息采集端

场监控点通过数据采集模块自动采集污染源信息，通过RS232/RS485接口与GPRS/CDMA 透明数据传输终端相连，通过GPRS/CDMA透明数据传输终端内置嵌入式处理器对数据进行处理、协议封装后通过GPRS/CDMA无线网络发送到数据检测中心。 2、GPRS/CDMA无线DTU DTU是指数据终端设备（Data Terminal unit)，可以理解为下位GPRS/CDMA发射终端，在进行通信时，传输数据的链路两端肯定存在DTU，在它的作用下对所传信息进行格式转换和数据整理校验。

DTU全称数据传输单元，在国内目前实际上对GPRS/CDMA DTU具有更加明确的约定：GPRS/CDMA DTU是专门用于将串口数据通过GPRS/CDMA 网络进行传送的GPRS/CDMA无线设备。

WD12 GPRS DTU 介绍功能介绍

内嵌PPP、TCP/IP协议栈透明数据传输及协议转换支持固定IP地址数据中心

支持动态IP地址数据中心DNS域名寻址具有远程电话激活和复位功能

可实现点～点、中心～多点的对等数据传输数据传输时延一般小于1秒支持运营商公用和专用APN/VPDN 优化电磁兼容性设计

宽电压范围输入，短路保护设计智能电源管理技术支持外部电源开关控制

标准RS-232/RS-485/RS-422/TTL接口供选择，适合各种工业应用环境标准SMC天线和SIM 卡接口组网简单、迅速、灵活增强功能及特点

工业级设计，满足各种恶劣环境的需要精选工业级器件

工业级GPRS无线核心模块内嵌多种通信协议标准PPP、TCP/IP协议

支持标准Socket Client/Server通信模式

使用ICMP协议来实现心跳功能，保证数据纯透明传输，不干扰正常数据内容，节约数据流量费用。多种工作模式

永远在线：设备加电自动上线，掉线自动重拨，线路保持。支持链路短连接功能，有效减少通信费用休眠中数据触发上线休眠中语音唤醒上线灵活实用的数据通信

TCP/IP协议族，TCP,UDP多种通信方式可定义透明通信或指令通信

可定义最后包空闲时间间隔及最大数据传输包长控制数据发送可定义特殊分隔符控制数据发送可定义重连时间间隔，防止流量爆炸参数配置

可提供PC配置程序 AT命令行参数配置

功能完善的数据中心支撑体系提供数据中心演示程序提供演示程序源码（VB）提供数据中心测试程序与国内主流组态软件无缝集成

产品特点

功能强大

无须PC的拨号网络，一套简单的单片机设备，通过RS-232或者RS-485或者TTL电平即可实现与Internet交换数据。数据终端永远在线,即使在工作的中途由于某种原因突然掉电或重启, DTU 会自动上线。此外DTU 还可以根据外界设置定时检测是否处于通讯状态。如果长时间停止通讯，设备将重新复位连接。

体积小巧

产品体积小巧，设计时可以直接连接标准串口线(连接 PC机标准DB9串口时，请使用直通线)和标准电源插头(Φ2.5mm芯)。DTU外形尺寸为75*50*16mm，重量200g。

升级方便具有Firmware在线升级功能，用户可以方便的使软件升级到更高版本。

扩展性强

拥有强大的数据传输功能，用户可将上位机与DTU 构成一套完整的数据通信系统，而不需要其他的设备。

抗干扰性强

外壳采用冷轧钢板，坚固耐用，可以有效地抵御各种恶劣环境；抗强电磁干扰，并且高温散热能力极强；加上性能优异的电源伺服电路，可以最大限度地保证在变电站设备监控、工厂车间设备监控等环境中正常使用。 3、数据检测中心

数据检测中心接入Internet或无线运营商专网接收数据或向采集端发送控制命令，监测中心接收监测点传输的监测信息，并负责对监测信息进行分类、筛选和综合分析、调研，及时作出管理决策，增加管理力度。

四、安全可靠性

1、专网接入方案

服务器采用移动通信公司提供DDN专线或电信公司提供VPDN专线, 申请配置固定IP址，与GPRS/CDMA网络相连。DDN/VPDN专线可提供较高带宽，当环保信息采集点数量增加，中心不用扩容即可满足需求，可实现大容量数据采集应用。

监控中心RADIUS服务器接受到GPRS/CDMA网络传来数据后先进行AAA认证，后传送到监控中心计算机主机，系统软件对数据进行还原显示，并进行数据处理，这样进一步增

强了系统数据通信安全性能。 2、用户网络侧的安全防火墙

防火墙技术是目前用来实现网络安全措施的一种主要手段，主要是用来拒绝非法用户的访问，阻止非法用户存取敏感数据，同时允许合法用户顺利访问网络资源。防火墙实际上是一