第一章 項(xiàng)目分析

項(xiàng)目背景

為進(jìn)一步加強(qiáng)本市水污染防治和水環(huán)境治理、河湖水面積控制、河湖水域岸線管理保護(hù)、水資源保護(hù)、水生態(tài)保護(hù)等工作，項(xiàng)目擬對河道PH、溫度、溶解氧、濁度、電導(dǎo)率、葉綠素A、COD,氨氮等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

項(xiàng)目分析

由于水質(zhì)在線監(jiān)測的現(xiàn)場具有多樣性，且隨著科技的發(fā)展，分析儀器的不斷更新，以及數(shù)據(jù)上傳的格式和監(jiān)控平臺等往往需要按照用戶的需求重新定制，導(dǎo)致水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成的工作量大、重復(fù)性工作多、開發(fā)周期相對較長，對項(xiàng)目規(guī)劃、數(shù)據(jù)處理等帶來許多不便。隨著用水環(huán)境的日趨嚴(yán)峻，管理部門和群眾對水環(huán)境保護(hù)的要求日益提高，迫切需要有一個(gè)功能更完善、流程更優(yōu)化和更便于管理的系統(tǒng)，對水質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)測。

為了解決上述問題，我公司為順應(yīng)市場需求，應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動控制技術(shù)、信息技術(shù)和智能通信等主流技術(shù)，以知名的水質(zhì)在線分析儀表為核心，結(jié)合我司眾多同類項(xiàng)目成功的設(shè)計(jì)和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，向廣大客戶推薦微小型浮標(biāo)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。

采取使用微小型浮標(biāo)為平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸，在管理中心設(shè)立一套B/S結(jié)構(gòu)的軟件平臺，實(shí)時(shí)監(jiān)測采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，為管理部門的決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

浮標(biāo)監(jiān)測是一種現(xiàn)代化的水質(zhì)監(jiān)測手段。采用浮標(biāo)觀測技術(shù)，可全天候、連續(xù)、定點(diǎn)地觀測水質(zhì)，并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨墩尽Ｗ鳛橥暾h(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的一部分，水質(zhì)浮標(biāo)和浮動平臺主要由浮體、監(jiān)測儀器、數(shù)據(jù)傳輸單元、供電單元(電池組和太陽能供電系統(tǒng))、系泊裝置、保護(hù)單元（燈標(biāo)、報(bào)警)組成，可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測水質(zhì)等監(jiān)測數(shù)據(jù)。

第二章 設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)介紹

“浮標(biāo)式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)”設(shè)計(jì)本著合理、實(shí)用、可行、可靠原則，組網(wǎng)簡單、擴(kuò)容方便、標(biāo)準(zhǔn)開放、功能全面，適用于大中型的多點(diǎn)、遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)、集中監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集散式監(jiān)控、報(bào)警、智能化檢索、系統(tǒng)管理及設(shè)備在線維護(hù)等諸多功能；保證最大限度地發(fā)揮用戶的資金效釆用當(dāng)今先進(jìn)、成熟的技術(shù)設(shè)備，力求軟硬件系統(tǒng)具備最高的性能價(jià)格比。

浮標(biāo)系統(tǒng)可投放于水庫中，在浮標(biāo)系統(tǒng)中配置有無線傳輸模塊，只需要配置一張電話卡，即可在管理中心進(jìn)行配置，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。

在管理中心數(shù)據(jù)接收后，只要在有Internet網(wǎng)絡(luò)的地方，不論是筆記本電腦、手機(jī)或其他通訊工具，都可以實(shí)時(shí)查看在線數(shù)據(jù)；可根據(jù)需要定時(shí)給提供短信服務(wù)或數(shù)據(jù)異常提供短信報(bào)警功能。

u 系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性

系統(tǒng)是建立在GPRS通信平臺上，設(shè)備具備在惡劣環(huán)境（狂風(fēng)、暴雨、冰雪）下持續(xù)正常工作的能力，整機(jī)可長時(shí)間連續(xù)工作。

u 系統(tǒng)的傳輸

無線數(shù)傳模塊是基于GPRS數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的終端產(chǎn)品。產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)嵌多種協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)用戶設(shè)備到數(shù)據(jù)中心遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信。

u 系統(tǒng)的可操作性

產(chǎn)品操作簡單，使用方便，無須記憶復(fù)雜的操作方法或指令，在初次安裝時(shí)進(jìn) 行相關(guān)的設(shè)置，而全部的初次設(shè)置由專業(yè)人員完成。

u 系統(tǒng)的可擴(kuò)展性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于GPRS通信平臺，無現(xiàn)場的通訊布線，可以自由增加監(jiān)測站點(diǎn)，方便地進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容。

u 系統(tǒng)的先進(jìn)性

設(shè)備集無線通信、嵌入式系統(tǒng)、等多種先進(jìn)技術(shù)于一身，用戶可以通過各種途徑查看站點(diǎn)數(shù)據(jù)，無論用戶身處何方，都可以隨時(shí)隨地獲取所關(guān)切的監(jiān)控現(xiàn)場信息。

u 系統(tǒng)的可維護(hù)性

設(shè)備可以通過授權(quán)用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)調(diào)用，查看水質(zhì)的各種參數(shù)，無需人員到監(jiān)測站點(diǎn)現(xiàn)場取樣，節(jié)約時(shí)間和運(yùn)輸成本。

u 系統(tǒng)的性價(jià)比

該系統(tǒng)比傳統(tǒng)自動站監(jiān)測、實(shí)驗(yàn)室、移動監(jiān)測成本造價(jià)低，技術(shù)更先進(jìn)，功能更強(qiáng)，技術(shù)延續(xù)性和可升級性更強(qiáng)。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)由現(xiàn)場監(jiān)測、網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心數(shù)據(jù)服務(wù)平臺三大部分組成。

現(xiàn)場監(jiān)測終端

現(xiàn)場監(jiān)測終端依托微小型浮標(biāo)，集成分析儀表、供電及數(shù)傳與一體，安裝維護(hù)方面、投放靈活。

微小型浮標(biāo)安裝主要由浮體、不銹鋼支架、儀表倉、密封艙等組成，儀表倉主要為了安裝水質(zhì)監(jiān)測儀表。

監(jiān)測浮標(biāo)特點(diǎn)：

專業(yè)性:專門為在線水質(zhì)監(jiān)測設(shè)計(jì)

獨(dú)立性:太陽能供電

靈活性:可應(yīng)用于各種場合安裝

耐用性:比傳統(tǒng)鋼鐵浮標(biāo)更小、更輕、更佳的搬運(yùn)性：更容易操作及使用更安全。具自體防撞性能，維護(hù)與回收時(shí)均不會損壞浮體。

防風(fēng)浪：浮球外部采用不銹鋼保護(hù)支架，防止直接承受撞擊，保護(hù)主要部件安全；

采用工程塑料，極端耐用、存活力無可比擬：低維護(hù)量與長使用壽命代表在整個(gè)生命周期間的成本低廉。

智能化趨勢：

面對不斷成熟的控制模式、流程方式，系統(tǒng)在經(jīng)歷一段周期運(yùn)行后，能進(jìn)行自學(xué)習(xí)能力，面對以前類似的情況進(jìn)行分析，推斷出水質(zhì)變化情況，提出處理對策，以便用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理問題。

通訊網(wǎng)絡(luò)

由于浮標(biāo)運(yùn)用的特殊性，決定其和監(jiān)控中心之間采用無線通訊模式。無線通信是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，近些年信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。

浮標(biāo)式系統(tǒng)監(jiān)控平臺采用Internet和無線技術(shù)相結(jié)合，采用B/S的數(shù)據(jù)瀏覽方式，使人們隨時(shí)隨地掌握最新水質(zhì)情況成為可能。在有中國電信、聯(lián)通或移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方，在浮標(biāo)系統(tǒng)中配置有GPRS模塊，只需要配置一張電話卡，即可在管理中心進(jìn)行配置，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。

在管理中心數(shù)據(jù)接收后，只要在有Internet網(wǎng)絡(luò)的地方，不論是筆記本電腦、手機(jī)或其他通訊工具，都可以實(shí)時(shí)查看在線數(shù)據(jù)；可根據(jù)需要定時(shí)給提供短信服務(wù)或數(shù)據(jù)異常提供短信報(bào)警功能。

監(jiān)控中心數(shù)據(jù)服務(wù)平臺

《浮標(biāo)式水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)》是具有系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)獲取功能的軟件，它是架構(gòu)在PC之上的自動化及控制系統(tǒng)，運(yùn)行于Windows Server、XP等操作系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離水質(zhì)、氣象等數(shù)據(jù)采集、瀏覽及發(fā)布提供了一個(gè)開放性的、可擴(kuò)展的系統(tǒng)平臺。

軟件采用先進(jìn)的B/S結(jié)構(gòu)體系，用戶WEB瀏覽器方式操作，數(shù)據(jù)采集傳輸、報(bào)表分析圖形化、動態(tài)化，報(bào)表報(bào)文可自動生成，應(yīng)用工具組態(tài)化，開放的動態(tài)工具方便用戶自行維護(hù)，具有很好的異構(gòu)兼容性和可擴(kuò)展性.

第三章 系統(tǒng)配置

整體配置

針對水質(zhì)在線監(jiān)測特點(diǎn)，我司提供下列浮標(biāo)監(jiān)測方案：小型浮標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)。

設(shè)計(jì)目的：將水質(zhì)自動監(jiān)測浮標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行姆?wù)器，系統(tǒng)采用無線通訊方式采集儀表數(shù)據(jù)，中心服務(wù)器配置接收平臺和通信軟件，集中處理儀表數(shù)據(jù)，具備顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、查詢歷史數(shù)據(jù)、超標(biāo)報(bào)警等功能。

水質(zhì)探頭實(shí)時(shí)分析電導(dǎo)率參數(shù)。監(jiān)測的參數(shù)通過SIM卡可轉(zhuǎn)換為無線傳輸訊號，透過GPRS傳輸至網(wǎng)絡(luò)上，借由服務(wù)器主機(jī)中的B/S網(wǎng)頁與圖形軟件，實(shí)時(shí)監(jiān)控遠(yuǎn)程儀器的現(xiàn)場值，并可以當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)發(fā)生異常時(shí)，實(shí)時(shí)發(fā)送短信警告，通知維護(hù)人員至現(xiàn)場，以及具有百度地圖實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能。同時(shí)，將系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)利用無線傳輸技術(shù)，可使用上網(wǎng)功能設(shè)備等讀取數(shù)據(jù)，也可遠(yuǎn)程監(jiān)控、校正及下載數(shù)據(jù)。

小型浮標(biāo)監(jiān)測終端

水質(zhì)監(jiān)測浮標(biāo)是實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的儀器載體設(shè)備，浮標(biāo)采用太陽能電池板和免維護(hù)蓄電池為儀器提供能源保障，浮標(biāo)上可以安裝水質(zhì)監(jiān)測儀器和數(shù)據(jù)采集器、GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊等，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)自動把監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)測中心。浮標(biāo)布設(shè)在各監(jiān)控點(diǎn)后不需人工操作，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、系統(tǒng)可靠。