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一、項目背景
在城市污水治理中，城市污水處理設(shè)施建設(shè)已提到了城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的突出位置，使城市污水處理設(shè)施建設(shè)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。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，難以反映企業(yè)及城市污水排放連續(xù)變化的情況。在水資源污染方面不斷加強(qiáng)治理，但因為環(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)重污染的情況時有發(fā)生，因此在監(jiān)測監(jiān)管方面提供一個有效、實用、先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)和解決方法，建立污水處理在線監(jiān)測系統(tǒng)顯得極為迫切，提高水質(zhì)監(jiān)測能力，勢在必行。
二、系統(tǒng)方案優(yōu)勢
在污水治理監(jiān)測項目中，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，受到地形、氣候、監(jiān)測范圍等因素影響，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，而移動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，配合靈活的資費方式，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比優(yōu)勢。
三、系統(tǒng)解決方案
（一）系統(tǒng)構(gòu)成
本系統(tǒng)是由污水排放監(jiān)測點、監(jiān)測中心站和管理中心組成的污水監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(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；實時掌握企業(yè)及城市污水排放情況及污染物排放總量，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動傳輸；由監(jiān)測點對水質(zhì)參數(shù)自動采集、處理、保存和遠(yuǎn)程通訊傳輸，測中心站的計算機(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。系統(tǒng)圖如下： 
1、污水排放監(jiān)測點
污水處理監(jiān)測點利用各種傳感器或?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)備運行狀況，工業(yè)用水排放污水流量，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LQ1200 GPRS DTU，由LQ1200 GPRS DTU把數(shù)據(jù)打成TCP/IP 包，發(fā)送到LQ1200 GPRS DTU中設(shè)定的具有固定IP地址或者域名的監(jiān)控中心站數(shù)據(jù)中心服務(wù)器端口上。
2、監(jiān)測中心站
監(jiān)控中心站計算機(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，報表統(tǒng)計分析等。
數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、報表系統(tǒng)作為主要的人機(jī)交互界面，收監(jiān)測點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、運算、處理，能自動生成各種報表；具有存儲、顯示、記錄、打印、統(tǒng)計等功能，而且還可以向監(jiān)測點發(fā)送有關(guān)查詢命令和控制信息。
各監(jiān)測點的LQ1200 GPRS DTU上電后自動撥到GPRS網(wǎng)絡(luò)，和預(yù)先設(shè)定的IP地址或者域名建立TCP鏈路，這樣監(jiān)控中心和各個監(jiān)測點間就實現(xiàn)了雙向傳輸數(shù)據(jù)。
3、產(chǎn)品特性
（1）LQ1200 GPRS DTU
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技術(shù)參數(shù) |
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所選模塊 |
華為 GTM900 |
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外型尺寸 |
80x55x21mm |
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重量 |
200g |
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工作環(huán)境 |
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模塊工作溫度 |
-25°C～60°C |
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元器件工作溫度 |
－40°C～85°C |
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濕度范圍 |
0－95%，非冷凝 |
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儲存溫度 |
－40°C～85°C |
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電源 |
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電壓范圍 |
DC5V～26V |
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標(biāo)準(zhǔn)電源 |
DC5V/1000mA |
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功耗 |
通信時平均電流100mA@+5VDC |
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空閑時35mA@+5VDC |
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接口 |
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天線接口 |
50Ω/SMA陰頭 |
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接收靈敏度 |
-104dbm |
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SIM卡 |
3V |
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用戶數(shù)據(jù)接口 |
RS-232/TTL(DB9) |
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波特率 |
300~115200bits/s |
（2）LQ2883 GRPS RTU
基本功能及特點：
◎ 配備多種接口資源，包括模擬信號采集、開關(guān)量輸入、輸出，脈沖信號輸入等；
◎ 支持一路RS232/RS485方式的用戶數(shù)據(jù)接口，可接入PLC等各種設(shè)備；
◎ 采集傳輸控制一體化，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本；
◎ 采用工業(yè)級超低功耗高性能的嵌入式處理器；
◎ 用戶可以編程的量程轉(zhuǎn)換和報警上下限設(shè)定；
◎ 內(nèi)設(shè)工業(yè)時鐘，精確計時；
◎ 自動定時上報和事件觸發(fā)上報功能；
◎ 內(nèi)置大容量FLASH存儲器，數(shù)據(jù)自動記錄，支持歷史數(shù)據(jù)檢索；
◎ 板載GSM/GPRS傳輸模塊，方便用戶選擇GSM、GPRS組網(wǎng)方式；
◎ 提供用戶設(shè)置軟件，開放式接口，方便與組太軟件及其它軟件連接；
◎ 工業(yè)級設(shè)計，穩(wěn)定可靠，堅固耐用；
技術(shù)參數(shù)：
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A/D轉(zhuǎn)換 |
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采集速率 |
8次/秒 |
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模擬量輸 |
4~20mA 0~5V |
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分辨率 |
10bit |
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輸入通道 |
4 |
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測量精度 |
0.5% |
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輸入隔離 |
300VDC |
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量程轉(zhuǎn)換 |
自動轉(zhuǎn)換或上下限判斷 |
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開關(guān)量輸入部分 |
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開關(guān)量輸入 |
4 |
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光電隔離 |
有 |
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脈沖計數(shù) |
有 |
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開關(guān)量輸出部分 |
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繼電器輸出 |
2 |
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觸點電流 |
>7A/220VAC |
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斷電記憶 |
有 |
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存儲記憶部分 |
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存儲方式 |
2M BYTES flash，循環(huán)覆蓋 |
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時鐘部分 |
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工業(yè)時鐘 |
有 |
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用戶通訊接口部分 |
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RS232/RS485 |
RS232/RS485 |
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通信速率 |
300～115200BPS |
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無線數(shù)據(jù)通信部分 |
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GSM短消息 |
有 |
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GPRS |
有 |
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SIM卡座 |
抽屜式 |
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通信協(xié)議 |
Modbus-RTU |
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參數(shù)設(shè)置 |
本地及短信息遠(yuǎn)程配置 |
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工作環(huán)境 |
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工作溫度 |
-20°C～+60°C |
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限定溫度 |
-25°C～+70°C |
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濕度范圍 |
0－95%，非冷凝 |
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供電電源 |
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輸入電壓 |
5～26VDC |
4、安全特性
以上方式是通過Internet(CMNET)實現(xiàn)的，這樣用戶的實現(xiàn)成本比較低。如需要高可靠性數(shù)據(jù)傳輸。中國移動為這種應(yīng)用提供了直接接入GPRS網(wǎng)絡(luò)的方式。數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通過專線方式接入GPRS移動基站，并獲得一個固定的IP地址。監(jiān)測點數(shù)據(jù)無需路由到Internet網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測點DTU也采用固定IP地址的SIM卡。采用這種方式組成點對多點網(wǎng)絡(luò)具有實時性好、安全性高的特點，但接入費用相對較高。
同時監(jiān)測中心和管理中心也進(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。
四、結(jié)論
該系統(tǒng)和傳統(tǒng)監(jiān)測方式相比，實現(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)備運轉(zhuǎn)情況的自動提取監(jiān)控和非正常情況下的報警、污水排放主要理化指標(biāo)超標(biāo)自動報警、排污費的自動計費、數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表自動生成。同時該系統(tǒng)運行費用低，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，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)備運行等不法行為難以察覺、難以監(jiān)管、近乎束手無策，這是個全國性的難題。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，均能及時發(fā)現(xiàn)并自動報警。系統(tǒng)造價不高，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。
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