环境监控范文

导语：如何才能写好一篇环境监控，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：环境；在线监控；浅析

中图分类号：X328 文献标识码：A 文章编号：

环境自动在线监控监测的出现标志着环境监测进入到了一个新层面，他弥补了常规监测的不足，为环境管理提供了技术支持和数据支撑，节省了人力物力资源，使环境监测更加有效化、有质化。

1 常规化监测存在的问题

在环境保护成为全球问题的情况下，我国的环保事业发展迅速，这就要求投入巨大的人力（专业素质高，技术手段硬的环保队伍）、物力（先进的环保设备）、财力（用于环境保护的专项资金），随着社会的发展，常规化监测已不适应现在环保发展的要求，问题日益凸显。

1.1常规化监测的面广，内容繁复，操作步骤多，使得监测所得数据的准确性、代表性大打折扣，进而影响到环保应急预案和环保决策的准确性，造成了环境保护部门管理滞后。排污单位在环境保护部门进行监测的超标排污行为，一般的常规监测难以监测全面，在监测数据报告中也难以反映。尽管多年来我们一直在进行环境监测，但是，我们的环境污染具有是时间分布性、空间分布性、环境污染与污染物含量（或污染因素强度）的关系及污染因素的综合效应，而环境监测有时间性、间断性，这样的监测频率和频次，很难捕捉到准确的监测数据和污染物排放总量，这种情况严重阻碍了环境监测部门对污染源的准确、及时、全面的把握，影响了环保部门对污染的管理。

1.2常规化监测给非法企业带来了便利，给偷排了可趁之机。我国的排污收费原则是“谁污染，谁治理；谁排污，谁交费”。企业排污是有成本的，我们的排污收费都是根据污染物浓度和总量收费的，但是收费是有法律依据的，可凭借环境保护部门出具的数据核算环境监测超标污染总量。而排污收费与企业的经济利益直接挂钩，影响了企业的经济利益，因而有的企业就尽量想减少污染物排放浓度和数量，他们掌握了环保部门的监测时间和频率，监测部门在监测前他们就把污染物提前排放掉了，出现了应付监测的现象，这样即使监测人员的监测再细致也是不准确的，不利于把握环境质量现状。

1.3 常规化监测需要监测工作人员来采集样品、运输样品，分析样品，所有的过程都有人为误差、技术水平、采样时段、时差、天气情况的影响，因此监测出来的数据未必可靠，也不科学。

1.4 常规监测是在一定的情况下进行的，监测部门都是在正常的时间、地点进行采样监测，无法反映在环境监理执法过程中出现的跑、冒、滴、漏等违法情况，而企业在事故状态下环境污染是相当严重的，这个时候进行监测，其超标排污的浓度是相当高的，造成的危害也是相当严重的，因此，常规化监测使污染事故得以逃脱，也就逃脱了处罚和监管。

2 重点污染源在线监控的意义

随着现代化步伐的加快，环境问题成为亟待解决的时代问题，保护好环境成为建设生态宜居城市重中之重，而检测方法的规范化、标准化、科学化是环境保护的前提。对重点污染源实施在线自动监控监测，这对于环境监测方法的统一起了重要作用，只有不断改进和完善重点污染源在线自动监控工作，才能确保环境质量提高到一个新台阶。重点污染源自动在线监控揭开了环境科学监测的新篇章，使环境管理更加科学化。

2.1重点污染源自动在线监控使污染源纳入了统一的科技化监管。由于地域辽阔、企业多、污染物种类复杂、环境管理人员少、战线长、监管难度大，再有个别企业为追求经济利益，不遵守环保法律法规，污染物偷拍现象严重，这极大的影响了环境质量的治理与改善。实行重点污染源自动在线监测，相当于给污染源安装了电子眼，一切依靠数据说话，纳入科学技术管理，这样可以便捷、快速监管，保证了环境质量的改善。

2.2重点污染源自动在线监测，避免了人为监测管理的数据误差，有了真实的科学数据基础。环境管理和环境监察，一般都是根据数据来进行管理并收取污染物超标排污费和进行处罚的。但是以前常规监测所提供的数据就不够准确， 影响了监理执法人员的执法效率，时间长了，也就消弱了环境法律法规的强度和硬度。重点污染源自动在线监测，是24小时连续不断的传输数据，这些数据是真实可靠的，这为环境监管提供了科学依据，避免人为的种种误差，加大了环境监管力度。

2.3重点污染源自动在线监控监测，节省了大量的人力物力资源。以前这种分散的监测、层层的监管，既浪费了人力物力，而且数据的准确性大打折扣，进而使得管理不到位。自动在线监控监测减少了层次监管，节省了大量的人力物力资源，而且提高了工作效率，节省了时间，增强了时效性。

3 采用自动在线监控监测的发展及其必要性

3.1自动监测作为环境监测的重要手段，具有自动、连续、及时、高效、全天候等优势，是新形势下强化环境保护、加强环境质量监测和污染源监督的需要，是污染减排监测体系建设的重要组成部分，也是环境监测预警体系建设的重要内容。

环境中污染物质的分布和浓度是随时间、空间、气象条件及污染源排放情况等因素的变化而不断改变的，定点、定时人工采样的测定结果难以确切反映污染物的动态变化和预测发展趋势。为及时获取污染物质的的变化信息，正确评价污染现状，研究污染物扩散、迁移和转化规律，必须采用连续自动在线监控监测技术。随着科学技术的发展，特别是传感、电子、计算机技术的发展，为实现多种污染物的自动在线监控监测提供了条件。

3.2 美国、英国、日本等工业发达国家饱尝了环境污染的危害，20世纪50年代后期开始建立区域性监测网，应用自动监测仪器，60年代已初具规模，并引入遥感技术，70年代在全国范围形成完整的全天候自动监测网，成为对空气水质常规项目监测和监控的主要手段，还开展了烟气连续自动监测工作，80年代进一步加强和完善了，应用遥感、遥测等先进技术，进行大范围、大面积的水体和空气污染状况监测和预测、预报，自动监测仪器也不断更新、完善和规范化。我国在20世纪70年代开始建立自动监测站，到2000年，已有60多个城市建立了自动监测系统，采用自动在线监控监测设施测定环境污染物，具有准确、灵敏、选择性和分辨率好等优点。

4 环境自动在线监控监测的发展前景

随着科技化步伐的加快、环境问题的日益突出及全球一体化的加深，想要加强经济与环境的和谐发展，就必须在环境保护的基础上发展经济。如何更好地保护环境全球性问题，自动在线监控的引入，无疑是给环境保护带来了突破性进展，其数据的真实性、可靠性、科学性、连续性、透明性使得环境管理更加得心应手，无论是监管人员依靠污染数据进行排污收费或进行环保处罚还是环境影响评价依靠监测数据进行更加准确有效的评价，这都为加强环保管理力度提供了技术支持和数据支撑。使环境监测科学化、具体化、有效化和可靠化，并且给企业头上悬了把尚方宝剑，给那些罔顾环保法律法规的企业一定的警示性，对改善环境质量起了决定性作用。环境自动在线监控监测在以后的环境监测中将占据主导地位，将会应用到各企业中。

5 结束语

环境监测数据反映了环境质量状况和污染物排放情况，不但是环境污染预测的基础 ，也是实施污染物总量控制、排污收费、污染物纠纷仲裁管理措施必不可少的手段。但是随着科技化速度的加快，常规监测已不能满足现代监测技术的要求，这就需要我们与时俱进，坚持科学发展观，寻求符合现在环保形势的监测手段，近年来我国引进了在线污染源自动监控监测设施，对重点污染源进行在线自动监控监测，这不仅能加快完成节能减排任务，还加大了环境管理力度，成为现在环境保护的关键手段。

参考文献：

[1] 谭福元，李文林，冯葆华编，环境自动监测[M].北京：冶金工业出版社，2007.

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[关键词]环境监控；存在的问题；数据资源

1环境监测监控机构基础设施水平滞后

1.1环境监测监控基础设施

环境监测监控基础设施建设水平滞后，有待进一步加强建设。污染源自动监控系统建设起步早，当时国家相关的管理办法、技术规范都还未出台，所以各地建设缺乏统一标准，无论是硬件配置还是软件平台都是各地自主实施，这样就造成各地发展不平衡，建设水准差异较大，给统一管理带来困难。一是现场端设备品牌众多，型号和检测方法不相同，性能良莠不齐；二是软件平台和传输标准不统一，大多数不符合国家现有技术规范，亟须改造。

1.2环境信息基础设施

环境信息基础设施主要存在问题是缺少一个完善的工作场所和业务环境，信息保障能力与安全防护能力有待进一步提高，在数据存储、网络交换、安全保密等方面距离国家华东省份信息标准化建设要求仍有一定差距。

2集成展示和决策指挥系统不健全

2.1联合情况判断体系存在条块分割

随着环境监控系统的发展，不同管理性质、不同职能的监控系统规模越来越大，分工越来越细，但不同系统分属不同监管部门，条块分割现象明显，联合情况判断所需要的信息同步获取，相互印证，态势描绘手段不成熟，缺少实时、同步、并行、互动的综合情况判断与处理的统一平台，效能优化、盲区互补的情报收集、联合管理体系不健全。

2.2联合监管决策体系科学性、时效性不高

联合监管决策体系不健全，使得当前各监管部门的部门职能和领导机关决策科学性和时效性不高，决策周期长、决策环节多，逐层决定、逐层下达环境监管决策的现象较突出，扁平化管理指挥体系不健全。

2.3缺少一体化通用态势展示系统

现有各类监控子系统已经部分的、独立的形成了基于WEB以及基于GIS的数据展示系统，但缺少一个总的通用态势展示系统，没有一个载体能够提供综合空间展示、功能区环境信息、地面与地貌信息以及数据综合展示。与之相适应的一体化的配套管理方式也未建成，一体化监控系统由谁构建、如何更新、如何尚未明确，监控管理体制和监管制度仍较为分散。

2.4缺少模拟仿真，监控与管理脱节

缺少模拟仿真系统，使得复合型环境问题，特别是典型的区域性环境污染难以得到有效监管。没有仿真模型，数据信息在应用上比较分散，功能上比较单一，不能从整体上、多方位、完整地全面反映环境质量、环境监管工作的总体状况，对环境质量预警、预报能力也不完善。

3科学的数据资源体系未形成

3.1监控信息未能在时空管理上有机耦合

环保部门产生的环境监控信息几乎90%以上与地理空间分布有关、随时间而过程变化，环境监测、环境监察、应急、污防、环境审批、、总量、规划等业务条线间更是有基于共同的环境监控信息进行协同监管、分别履责的内在需求。目前多数环境监控系统没有很好地对业务数据进行空间定位，没有解决测点与河流（湖、库、海域）、排污口与河流（湖、库、海域）的地理GIS关联。

3.2环境自动监控站点之间缺乏业务技术层面关联

在我国各地环境自动监控系统建设中，目前还没有从区域或流域的环境容量出发，实现污染源监控系统集群网络各节点以环境容量为约束条件的污染物排放总量自适应、相互平衡的机制和功能，而这恰恰是我国环境污染减排考核、保障环境质量、确保环境安全最需要的环境自动监控功能。大量的环境监控中心，只是单一地实现污染源在线监控装置（监控节点）与监控中心端的实时数据、历史数据、状态数据的上传，以及中心端极其简单地对现场检测仪器、污染物处理设施控制指令的下发执行。

3.3技术体制和标准不够规范统一，缺少监控系统一体化设计和规划

由于信息系统建设、维护、运行尚无统一的规定，使得市、县、部门根据自己的需求建设信息网络和应用系统，在设计上较少考虑与其他业务关联单位的数据共享、交换以及联动监管需求，缺少全局性的规划和统一的信息系统应用框架。另外监控技术与管理发展得较快，先前建立的建设系统逐渐不适应当下管理需求，先发的集成系统技术手段逐渐落后。

先发优势成为共享与兼容障碍。长期以来，业务部门各自为政，各自开发，自成体系，缺乏顶层设计的整体规划，缺乏统一的建设标准，缺乏归口管理机制，造成数出多门，数据多样，环境管理工作积累了大量的不同标准体系的基础与业务数据，如排污申报数据、环境统计数据、环境监测数据等。出于各自业务工作的需要，各业务部门陆续组织开发了不少信息化建设项目，使环境数据资源在为管理工作服务中发挥了一定的效用。由于缺乏整体规划与顶层设计，缺乏统一的建设标准及归口管理，各应用系统间数据交换与共享困难，不同系统间的数据难以对比、关联。

业务应用系统不能满足环境监督管理工作的需要。缺少一体化监管的统一规划和顶层设计。江苏省各地环保局结合自身管理业务的需求，各类环境业务管理应用系统普遍存在着重硬件、轻软件，重建设、轻应用的现象，随着时代的发展和环境保护管理要求的不断提高，原有系统的功能已远不能满足全省环保系统环境监督管理业务一体化的动态需求；现有应用系统在兼容性、开放性和可扩展性方面较差，制约了环境信息资源的综合开发与利用，无法为环境管理与决策提供有效的辅助支持。

3.4监督机制体制缺乏，数据客观性准确性保障力度不足

在地区性和封闭的管理环境下，部分监控数据的准确性没有能够很好地保障，尽管省级主管部门采取多项质控措施，但很多监控系统没有能够统一联网，监控数据也未能得到有效审核，致使全省监控数据特别是地方建设的环境监控系统数据的准确性有待进一步提高。

3.5没有有效地界定信息产品的使用对象、服务层级数据利用率不高，监控系统为“建”而建设

应将环境监控信息化划分为常态模式数据流和应急模式数据流。常态模式数据流是指环境质量处于稳定状态、符合功能要求时的自动监控数据，或污染源排放稳定、没有浓度超标或超总量时序进度的污染源在线监控数据，只要按常规在环境监控中心显示实时数据、自动存入数据库、按一定周期自动在后台生成统计报表即可。

4管理不完善，系统缺乏有效保障

4.1管理，数据难共享

联网改造已成为自动监控系统建设的难点，目前国内外自动监测分析仪器仪表厂商没有统一的数据传输协议可共同遵守，污染源自动监控系统的通信数据接口规范化程度较低，设备输出信号不规范，信号就无法广泛上传下达。环保部《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》的出台对自动监控系统的数据共享问题具有一定的指导意义，但具体实施中还存在一定的问题。

4.2经费难以保障

自动监控系统需要大量的硬件、软件，安装一套现场设备需投入数十万到上百万元，每个监测点位每年的维护、运行费用也需几万元到十几万元，没有足够的经费保障是无法开展此项工作的。我省自动监控建设经费相对充足，但系统长期运行与维护管理的经费渠道不畅，往往需拖欠一年解决，严重影响自动监控系统效益的发挥，影响了地方建设维护的积极性。

4.3法律健全工作依据不完善

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关键词：动力环境监控；通信电源

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1007—9599 （2012） 14—0000—02

动力环境监控系统已经在各通信运营商日常运营过程中发挥了重要了作用，同时在系统运行的过程中也出现了一些棘手的问题，比如现在现今硬件能够灵活配置以及软件功能日益完善的情况下，其故障诊断及分析、数据智能统计等智能化方面的性能没有得到进一步的发展，而常规的人员值守抄表方式在动环监控系统中仍普遍存在，另外，动环监控系统在可靠性方面仍然不尽如人意。

一、动环监控的发展

（一）初期动环监控系统

初期的动环监控，主要采用干接点的方式，动环设备的参数相关信息通过通信设备（如传输设备、交换设备等）的网管系统进行处理并传送。这种初期的动环监控系统，实现方式以及体现出来的功能模块都较为简单，仅提供少量开关量。正由于系统简单，使得维护人员共容易掌握并判断动环系统故障点，但往往由于在知道故障时，系统供电同时也出现了问题。这种监控方式的主要特点是被动的，无法减轻维护人员的工作量，也无法提供维护的工作效率。

（二）中期动环监控系统

中期动环监控系统具有较全面的三遥功能。可通过对数据的分析来了解动环设备的运行状况。20世纪八十年代，由原邮电部科技司牵头，在广州电信长途枢纽楼对动环集中监控管理进行了试点研究。并通过这次的试点研究，在动环监控方面积累了宝贵的经验，使得我国在动环监控方面取得了长足的进步。

（三）当前动力环境监控系统的情况

在较为发达的国家，其动环监控仍旧处于以干结点进行数据采集的方式进行。反观我国，由于存在市电供电质量较差，这就要求后备蓄电池、油机等能提供后备电源能够始终处于良好的工作状态，这使得干结点方式监控的实用性并不很强。另外，由于我国地域辽阔，动环设备厂家众多，使得在网设备种类多且杂，质量也参差不齐。这些情况对维护人员提出了更高的要求，维护力度加大。干接点的动环监控方式无法满足要求。因此，具有三遥功能、高质量、全面的动环监控系统才是符合我国国情实际情况的有效系统。

另外，随着通信技术以及计算机技术的快速发展；在监控系统开发、实施过程中积累了大量丰富的经验；新技术、新工艺在通信电源设备中的应用；国家及行业出台更加规范的标准及规范，使得动环系统能够得到进一步的完善；这些都为建立高水平的电源监控系统提供了有力保证，动力环境监控系统将进一步走向智能化。

二、动力监控系统的网络结构

（一）动力环境监控对象

通信电源集中监控系统的主要监控对象为：高压配电设备、低压配电设备、变压器、备用发电机组、UPS、逆变器、整流配电设备、蓄电池组、直流—直流变换器、太阳能供电设备、空调设备，以及电信机房和电源机房的防火、防盗、温湿度等环境参数。

（二）三层汇接网络结构

结合目前通信运营商运行维护管理的模式，目前较为实用的网络结构为三级汇接网络结构，即SU—SS—SC结构，其中SU为端局（基站）监控单元、SS为区域监控站、SC为监控中心。

三级汇接网络结构图

（三）远端监控设备的接入方法

监控参量的获取是通过数据/信号采集系统完成的，监控单元（SU）的采集系统结构设计应具有灵活、可靠、易于扩展的特点，因此比较理想的结构是一个分布式采集控制系统。其结构如下图。

在监控对象中，除了需监测的模拟量和开关量外，还有智能设备和非智能设备。对智能设备，可用串行通信总线连接在一起集中监控；对非智能设备，既可采用干节点的方式进行控制，也可和其他测量设备组合在一起，形成具有一定“智能”的智能设备。

（四）系统运行过程中存在的问题

以上提到的是目前较为常用的动环监控系统的网络组成，同时在系统运行的过程中也出现了一些棘手的问题，比如现在现今硬件能够灵活配置以及软件功能日益完善的情况下，其故障诊断及分析、数据智能统计等智能化方面的性能没有得到进一步的发展，而常规的人员值守抄表方式在动环监控系统中仍普遍存在，另外，动环监控系统在可靠性方面仍然不尽如人意。这就要求我们必须在借助目前快速发展的计算机技术、通信网络技术的基础上，采用更为科学的管理方法，对动力环境监控系统进行升级完善，从而使其在日常的运营过程中提供更为可靠、智能的决策。

三、动力环境监控的发展前景

通信网络技术的发展，促使动力环境监控系统也必然向着高效、规范与智能的方向发展。

（一）规范化建设

首先，动力环境集中监控系统作为电信管理网的一个子系统，其发展方向是和其它几个系统（如交换网络操作维护系统，传输监控系统，信令网管系统等）一起逐步向TMN（Telecom Management Network，电信管理网）过渡发展的。目前我国大多数动力环境监控系统都是从电源监控系统过渡而来的，与TMN规范的要求还有很大的举例，即便有一些基于TMN规范的设计，大多数只是在功能方面和概念上遵循TMN的原则。动力环境监控系统在未来的一段时间内，必然沿着TMN的规范进行建设。

其次，由于目前动环设备厂家众多，质量及技术力量参差不齐，硬件及软件都是厂家自行设计生产，缺乏统一的执行标准，导致系统及各种协议差异性很大。为了提高行业的整体水平，统一软硬件，并进行规范化管理，若采用统一的接口和协议，使其标准化，提高软硬件的通用性，对于第三方设备生产厂商也可以很容易接入现有的监控系统，提高系统的扩展性。

（二）智能化发展

动环监控系统发展至今，系统由小变大，从技术上来看，各种远程接入、远程通信、智能设备的接入等问题已经没有任何问题，另外比如遥控遥测、故障告警、数据存储等功能也相当完善，系统所具备的这些功能也都基本上能满足维护的需求。但如数据统计、数据分析、专家系统等相对高智能的性能还没有很好的使用并发展，这些高智能的功能对整个动环监控技术的发展具有更深远的意义。所有高智能性能有以下特征。

1.能进行故障诊断及对相关数据进行存储和分析，进而分析出故障原因。

2.进行故障情况的统计分析，提出预防事故的措施及方案。

3.通过数据统计分析，为供电系统管理维护提供依据。

4.能够进行供电调度，智能化管理负荷调配。

5.通过对蓄电池的电压、放电曲线监测，分析蓄电池组的性能。

6.集合专家技术力量，建立专家信息库，更好的进行故障诊断和分析。

7.动环监控系统的自我诊断功能。

（三）Web网管

现在，已经有越来越多的网络管理系统不是已经开始支持Web，就是正在计划支持，这意味着在网络上的任何人，只要拥有Web浏览器，并拥有适当的权限，都可以从网络管理系统中浏览数据并作适当的修改。

Web网管的优点在于，传统的网管只能在控制台访问数据，而Web浏览器则可以在任何地方访问数据。Web网管还有助于解决分布式网络管理的一些难题。

四、结束语

更规范化、更智能化、更大众化将是动力环境监控系统发展的主要方向，如何在现有监控系统的基础上，通过合理化配置，在运维工作中发挥更大的作用，将是各通信运营商需要重点考虑的问题。

参考文献：

[1]《电信工程设计手册（通信电源）》人民邮电出版社，邮电部设计院编，1991年3月第一版

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【关键词】机房监控；动力环境监控系统；组织原则；环境设备

引文

目前，机房的数量随着计算机以及通信技术的发展不断增加，计算机系统或通信网络的核心设备主要放置在机房，并且机房里有许多设备在24小时内都处于监控状态以保证设备的正常运行，如果设备中出现任何一种意外情况，都会对机房中的各系统的正常工作带来严重后果，所以，在机房安排人员每天都要坚守，这不但浪费人力，而且还容易出现疏漏，后果不堪设想，因此，应用自动监控系统对机房的监控与报警十分必要。本文在机房动力环境监控系统设计方案中的目标就是让通信标准接口和一体化通信网络将各个子系统集成到一个计算机所能支持的平台上，形成一个较完整的机房中心环境的集成监控和管理界面，并且通过一致的图形化人机界面从而实现各子系统的实时监视控制和管理工作，而且能及时在这些子系统发生故障时向管理人员报警，从而方便管理人员及时的进行工作补救，避免出现严重影响。

1 网络现状与需求分析

现在，大部分有线电视网络集团基本都已完成一体化的网络整合，实现网络的集中管理，为保障机房动力及环境的稳定提供，需要实时监控的内容主要包括各级机房的动力、环境、安全等，详细如下：

监控各级机房动力系统的运行情况，主要包括：高低压配电设备、备用发电机组、开关电源、UPS电源、蓄电池组等动力设备的运行情况。机房环境和安全的集中监控包括：空调设备运行、温湿度、视频监控；防火、防盗、防入侵等内容。

在分级管理上要求如下：（1）动力与环境集中监控系统建成后，省核心机房作为集中监控系统的监控中心，可以监控管理全省机房的动力与环境现状；主要监控状态上传至省网管中心，并可在大屏集中监视系统中显示。（2）各地市总前端机房作为集中监控系统的区域监控中心，监控管理各地市总前端、分前端机房的动力与环境现状。主要监控状态上传至省核心机房监控中心；各地市分前端机房设监控单元、监控模块，监控管理各分前端机房的动力和环境现状，监控状态上传至区域监控中心。

2 系统结构设计

2.1 系统设计原则

充分利用现有资源，力求精简、节约投资，增加系统的实用性、可用性。系统设计充分考虑系统平滑扩容和升级能力，数据采集及控制器等硬件设备在配置上留有一定的冗余量。以适应公司业务发展和管理的需要，避免重复投资。应考虑监控系统接口的开放性，充分考虑未来监控系统与综合网管及其他相关系统的接口。在保证本设计监控接人的基础上，实现后续机房和扩容机房的无缝接入；监控系统硬件设备和软件必须满足现已的全部技术规范和要求，能够满足系统长期建设和发展的需要，最大限度地保护用户投资。

2.2 系统结构概述

监控站用来实现各种上层应用以及系统配置，管理人员可以通过B/S、C/S两种方式进行数据管理、安全管理、配置管理、报表管理。

监控中心安装前置通信服务器和数据库服务器。通信服务器通过通信模块采集监控模块采集的监控数据，并将采集数据存入数据库；同时，通信服务器响应监控站下发的命令，进行数据的立刻采集，并将数据返回到监控站进行显示。

通信模块由多功能控制器组成，通过网络与监控主机进行通信，它是监控模块与监控主机的通信桥梁。多功能控制器完成将监控模块采集的各种数据传输到监控中心主机。一个多功能数据控制器提供多路RS232或RS485/RS422接口，其中一个RS485接口可以连接多个监控模块。监控模块与被检测设备通信，定时进行监控信息的采集，并执行相应的数据处理或控制操作，再把处理结果和告警信息传送到监控中心，由监控中心进行数据的处理和报警信息的。

3 系统功能概述

3.1 配置管理

配置管理主要包括运行参数配置和监控对象参数配置。运行参数配置包括数据管理参数配置、报警参数配置、报表参数配置等。所有参数配置只能由具有权限的系统管理员才能进行配置和修改。如配置或修改不当，运行出现故障时，系统会自动将数据恢复到上一次正常状态。监控对象参数配置包括新增、删除、修改监控对象的监控参数。如修改不当，系统会在下一次启动时自动恢复上一次正常状态。所有修改监控参数操作均可为在线时，则不必重新启动系统，只需要保存所修改后的监控参数即可。

3.2 安全管理

一般来讲，系统都具有较为完善的权限分级管理功能。权限主要划分为系统运行参数管理权限和监控对象管理权限。前者一般包括查看和修改权限；后者主要包括参数更改、数据采集、查看、监控对象控制的权限。对于监控对象的管理在进行权限划分时，既可以将指定监控对象的指定权限分配给某个用户，也可以将其所有权限分配给某个操作者；对于系统运行参数管理，可以将查看权限、修改权限分别赋予不同的操作者，也可以赋予同一操作者。

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关键词：集中监控、传输方式、IP组网、串口服务器

1、引言

随着现代通信事业的迅速发展，通信电源系统的规模也越来越大。点多面广、种类繁多的动力设备，给维护工作带来极大的困难。在不增加维护人员的情况下，延用传统的看守式昼夜值班、现场操作已经无法满足动力设备正常运行的需要。为提高动力设备运行的可靠性与稳定性，保障通信设备的正常运行，通信行业于2000年前后引入了动力设备及环境集中监控系统。随后几年，经过多次扩容，扩大了监控网点和监控范围，完善了监控网络性能，充分发挥了监控系统的功能，实现了少人或无人值守。近年来，尤其是光进铜退实施以来，机房模块点大幅增加，设备量也大幅增加，而人员却逐步分流到市场一线而大幅减少。利用原来一半的人员维护较原来增加一倍的设备，动力设备及环境集中监控系统发挥了关键的作用。然而，十年来，动力设备及环境集中监控系统软硬件设备逐步老化，性能下降，故障率大幅增加，存在了严重的安全隐患，急需改造更新。现依照枣庄联通动力环境监控系统现状，对监控系统改造方案进行可行性分析。

2、枣庄联通动力环境监控系统现状

枣庄动力环境集中监控系统如图2-1所示。

该系统传输组网方式为混合式组网方式：从模块局、支局到331局采用MODEMPSTN组网方案（固定电话半永久性连接）；从331局到监控中心采用基于路由器组网的方案。

3、监控系统传输方式改造分析

3.1 传输方式改造的原因

动力设备及环境集中监控系统自2000年建设之初到现在已经十年了，电源设备、监控设备也明显老化，故障率大幅增加，维护量也大量增加。由于故障率的大幅增加，经常出现设备采集不到或采集不上来的现象。因此，整个动力系统的设备安全性也大幅降低。

设备监控不到主要有以下原因：

1、 设备自身的监控单元故障。如：整流器的监控模块。

2、 连接监控设备的串口故障。如：油机发电机组的监控串口。

3、 监控设备故障。如：OCE、OCI-6等

4、 监控数据上传路由故障。如：电话线断、MODEM毁坏等。

其中，第4条监控数据上传路由故障带来的负面影响最为严重。因为每个监控网

点都有多台设备被监控（如：整流器、电池组、油机发电机组、高低压配电、空调等），其中一个设备监控不到，可以根据其他可以监控到的设备运行情况判断分析。而如果监控数据上传路由故障，则整个监控数据无法上传，如同没有监控。因此，监控数据传输网络的安全至关重要。

随着现代通信事业的迅猛发展，新技术、新产品层出不穷，原有MODEMPSTN组网方案逐步呈现出以下问题：

1、数据传输速率过低（为了考虑稳定性，传输数率大多设为1200），不能承载大的数据流量，数据实时浏览性不够及时。

2、数据传输受电话线质量影响大，有时干扰很大，导致两端MODEM不能连接。尤其是建设较早的机房，设备、线路严重老化，线路质量差。

3、直流MODEM由于长时间不间断运行，毁坏或吊死的故障率较高，且更换费用较大。

4、由于是端对端设备，中心MODEM数量与监控端局数量相对应，监控的端局越多则监控中心设备越多，且拨号声不断。

5、人为原因造成电话故障较多。如：割接时漏割或割接错误，电话线人为误截断或撤掉等。

6、故障处理难度增加。尤其是电话设备智能网改造以后，电话需要假号码连接，且电话不通时的回铃音也各有不同，给维护带来极大的判断难度。

7、监控的每个模块局需要提供中心、底端两个电话号码，监控的端局越多则监控中心需要的电话越多，维护、管理难度大。

3.2传输方式改造方案

由于光进铜退工程的实施和数据通信技术的迅速发展，光缆资源的大量普及使得数据资源充足，在低端模块局采用IP组网方式的条件已经完全具备。

IP组网方法：将中心MODEM及底端MODEM全部去掉，在监控端局一侧增加一个串口（R232/RS422/RS485）转IP的串口服务器（直流48V输入且支持IP地址设置），通过网线连接到底端交换机上，占用其中一个端口，由数据专业配置给底端串口处理器一个IP地址，使它能够通过数据网络PING通中心端的服务器（即：由数据专业虚拟出来一个透明传输通道），从而实现数据上报。在中心一侧，原来的监控主机可以去掉，仅需要从数据专业侧端口连接到监控系统自身网络即可。

网络拓扑如图3-1所示。

采用IP组网方式的优点是：

1、节约了设备运行成本：由于只在底端增加一个串口处理器，去掉了底端及中心的所有MODEM，即中心没有任何设备，更换成本低。

2、维护更方便：采用PSTN方式，数据传输不通时，很难判断是否是电话线线路质量问题还是MODEM的原因。而采用IP方式，则很容易通过计算机来判断故障点，能够及时发现传输故障问题，排除传输故障更简单。

3、 传输质量稳定且及时：采用IP方式相对于PSTN传输质量有很大提高，由于带宽增加，可以实现数据的实时传输。

4、前置机的接入能力大大提高，有利于后期扩容。原来1台前置机一般接入30个端局，使用IP方式后，可接入100个端局，而且不需要多串口卡等配件，大大减少了网络结构的复杂性，提高了网络的效率。

5、可以节省中心监控终端数量：由于PSTN传输方式采用MODEM与计算机通信，在中心增加了多串口卡，需单独占用一个计算机，而如果采用IP方式，由于中心没有任何设备，则可以将模块局单独占用的计算机节省出来，只需将监控配置数据更改到其它监控终端上即可。

6、组网方式简单、扩容方便：此方式可以广泛的应用于小型的有IP资源的模块局、接入网的监控，为以后的模块局监控扩容奠定了基础。

7、节省维护费用。由于使用的硬件设备减少了一半以上，硬件故障更换成本也相应的下降一半。由于使用的串口服务器是通用产品，采购成本也可以大幅下降。

3.3 动力环境监控系统改造意义

1、企业竞争和发展的需要：随着通信行业的迅猛发展，通信企业间的竞争不断加剧，“网络质量是通信企业的生命线”，网络质量领先是通信企业的绝对竞争优势，稳定的动力设备和优良的机房环境是保障网络质量领先的必要条件。为了提高运行质量保障能力和运维管理低成本运作能力，必须加强动力环境集中监控系统建设。

2、节省人力成本的需要：正是由于动力环境监控系统的应用，动力设备数量迅速增加、人力基本不变甚至减少的矛盾得到了很好的解决，通过实时监控、告警处理、工单管理等手段，维护工作有的放矢、执行有力，运行质量稳步提升，重大断电事故率明显降低。

3、设备优化和技术改造需要：设备性能评估，通过统计分析历史数据，对设备的性能进行评估，并作为设备大修、改造或更新的依据。设备考核与选型，统计各厂家各型号设备故障率、平均故障修复时间、重要告警总历时、电源效率、误告警率、平均使用年限等，对设备进行综合考核，将同类设备分厂家进行排序，作为选型时的参考。

4、机房管理的需要：利用监控门禁系统，准确掌握机房出入人员情况，有效解决了防盗问题，实现了机房安全管理。

5、设备维护的需要：通过查询、统计、分析设备的历史告警情况，结合设备使用年限，对设备的故障趋势预测，提前做好预防性维护和计划性更新工作，降低故障率，延长设备使用寿命。

4、结束语

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【关键词】GSM 环境 监控

1前言

随着信息基础设施建设步伐的加快，机房（库房）监控系统已作为现阶段有人留守无人值班机房建设的一个重要组成部分。机房的环境设备的运行状态时刻关系着机房内设备正常运行与否的关键，一旦机房环境设备出现故障，就会影响机房设备的正常运行，对其数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁，如发生严重事故又不能及时处理，就可能损坏设备元件，造成停播等严重后果。

现在各台站的仓库管理在休息日也是一个盲区，休息日仓库无人值守，在防火、防盗、温湿度控制等方面存在漏洞。使用基于GSM的远程智能环境监控系统就可以解决此类问题，如果温湿度不在正常范围，系统会立即启动相应的温度及湿度调节设备，使库房的温湿度在正常的范围，并向相关人员手机发送相关信息；如发生烟雾、盗窃、漏水等情况，系统会自动向相关人员手机发出报警信息，相关人员会立即采取相应的措施，将火灾、盗窃等危险降到最低，为仓库的安全保驾护航。

2基于GSM的远程智能环境监控系统总体框架

基于GSM的远程智能环境监控系统总体框架如图一。总体包括AM2301温湿度传感器、4路开关量、单片机、GPRS模块红外控制、温度继电器板等。

基于GSM的远程智能环境监控系统采用目前比较先进的GSM（全球移动通讯系统）短信控制报警系统及TCP/IP网络通信协议，提供环境参数的远程管理。既可以通过网络（外网或内网）来监看、控制影响环境参数的模拟量或开关量，也可以通过手机语音或短信的方式来监看、控制影响环境参数的模拟量或开关量。通过采样模块采集环境实时参数，如温度、湿度、烟雾、漏水、保安系统、电源系统等信息，送入远程智能环境监控系统。环境参数一旦发生异常，监控系统即自动执行预定的报警、控制策略，同时启动报警及控制。分别将环境参数及报警信息以手机短信获网络的方式发送到固定手机或控制PC，并及时启动相应的设备，如：加湿器、除湿器、强制排风风机、空调等，以改变环境参数，达到机房设置的环境参数的要求。当有多个报警同时发生时，系统会自动排队报警事件，并逐一报警，其中的报警电话可以由用户自行设定，可分别设置设备的报警方式及接受报警的管理人员。管理人员可根据报警的内容采取相应的措施，以确保机房环境参数在正常范围。

基于GSM的远程智能环境监控系统采用目前比较先进的GSM（全球移动通讯系统）短信控制报警系统及TCP/IP网络通信协议，提供远程环境参数管理。既可以通过网络（外网或内网）来监看、控制影响环境参数的模拟量或开关量，也可以通过手机语音或短信的方式来监看、控制影响环境参数的模拟量或开关量。

基于GSM的远程智能环境监控系统的特点：

（1）支持TCP/IP网络通信协议。（2）支持中文短信命令进行远程遥控，操作成功后，将返回确认信息。（3）支持中文短信远程查询命令，系统接到命令后将返回设备的当前工作状态及参数。（4）具有红外遥控功能，可以控制空调等需遥控操作的设备。（5）具有定时控制功能，可以设定为每天或每星期几定时开启或关闭某设备。（6）具有设备参数异常报警功能。（7）具有来电号码过滤功能，拒绝非法手机的遥控命令。（8）报警短信内容可以由用户编辑等。（9）系统内有8路继电器的开关量控制，允许最大交流电压250V，最大电流为10A。

（10）通过短信或网络可以对每路继电器进行单独控制，同时也支持一条短信命令打开或关闭不同编号的继电器。（11）具有两路温湿度采样模块。（12）具有四路开关量输入端口。（13）GSM模块与控制系统之间的通讯采用NRF24L01模块。（14）可以在手机上用WAP上网方式打开控制器的网页。

3系统的硬件设计

本系统以单片机AT89S52作为核心处理器，AT89S52片内含有8K字节的EPROM和256字节的RAM，具备ISP功能。温度取样采取AM2301现场采集数据，用单片机直接读取处理后，进行红外控制以及温度控制，系统自动产生报警指示，以下是各部分的功能：

（1）AT89S52单片机。AT89S52是整个系统的核心，通过温度传感器以及四个开关量把现场的环境进行计算，和预先设定的温度进行比较，驱动继电器板的相应的继电器，继电器控制对应的风机空调等。AT89S52还可以通过网络，GSM手机信号传送报警信号和目前的环境状态。

（2）温度传感器。本系统温度传感器采用的是AM2301，是一各包括有数字校准输出的温湿度传感器。它采用独特的数字采集模块和高新温湿度采集传感技术，具有响应快、抗干扰力强、性价比高、品质卓越等优点。以及超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，AM2301的供电电压为5V，电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF 的电容，用以去耦滤波。

（3）GPRS模块。GPRS的英文全称是：“General Packet Radio Service”（译作“通用无线分组服务”），它是利用“包交换”（Packet-Switched）的概念发展起来的一套无线传输方式。所谓“包交换 ”就是将Data封装成许多独立的封包，再将这些封包一一传送出去，形式上有点类似邮局中的寄包裹。GPRS工作时，是通过路由管理来进行寻址和建立数据连接的，本系统中用以发送温湿度及报警信号。

（4）继电器控制。本系统中用以驱动风机、除湿机、加热器的继电器是12v供电，共有6个继电器，当温度或湿度达到启动继电器的条件时，进行控制继电器的动作。

4 系统的软件设计

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关键词：地铁车站；环境与设备监控系统（BAS系统）；设计

中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：

机电设备监控系统( ElectricalandMechanicalControlSystem, EMCS) 即地铁规范中的环境与设备监控系统(BAS)是将计算机及其网络技术相结合的机电设备自动化控制系统，该系统的控制对象主要有通风空调设备、给排水设备、正常照明设备、火灾自动报警系统、漏水报警系统等子系统设备。其主要作用为对车站的环境质量进行监视和控制，使其在正常工况下满足地铁的正常运营、检修以及办公环境舒适度等要求，并在异常工况下提供正确可靠的信息来保证车辆、设备及办公人员的安全。特别是在车站发生严重灾害事故(如火灾事故)的情况下,使有关救灾设施按照预定工况及时有效地运行,保障人身安全。

1、地铁环境与设备监控系统的概论

1.1BAS结构概述

目前，地铁中的BAS系统组建主要存在两大方式，一种是在各车站中形成相对独立的系统，通过维修工作站、现场触摸屏、PLC控制器等实现对环境和机电设备的监控（上海等）；另一种是与综合监控系统集成，在综合监控系统的协调下完成其功能（广州、深圳、港铁等）。随着综合监控集成技术的不断发展和成熟，第二种方式被越来越多的新建线路所采用。

深圳地铁3号线由AIS（自动化集成系统）组建全线监控系统，BAS系统作为一个子系统深度集成到AIS中，通过AIS平台面向OCC（控制中心）的调度员（如总调度员、环境调度员、维修调度员等）、车站值班人员（如值班站长、值班员等）和维修人员，根据不同站点及权限提供不同的信息和操作功能。BAS系统通过PLC控制器及接口设备采集、整理现场各被监控设备的状态信息，以用于

AIS工作站、BAS维修工作站及触摸屏的监控。同时BAS系统接收上述终端的数据及命令，经优先级和权限等判断后执行设备的远程点动控制、时间表控制及模式控制等功能。

1.2BAS系统功能

BAS系统对通风空调、给排水、电扶梯、低压配电与动力照明等各子系统的车站设备进行全面、有效的监控和管理。BAS系统通过手动、自动或就地等方式控制设备的启停，实时监控设备运行状态、环境参数，采集、处理并记录有关信息，调控车站的环境舒适度，并通过时间表进行节能管理，以确保设备处于安全、可靠、节能、高效的运行状态，从而为乘客提供舒适的乘车环境。另外BAS系

统还能在列车发生异常情况下（如火灾或列车阻塞事故），通过模式表控制车站设备进入相应的防灾模式，协调车站设备的运行，充分发挥各种设备应有的作用，保证乘客的安全和设备的正常运行。

1.3深圳地铁3号线BAS系统简介

深圳地铁3号线的BAS系统实现对龙岗线总共30座车站及区间隧道的一般照明系统、广告照明系统、电扶梯、通风空调系统、给排水系统、EPS（车站应急照明电源）、UPS（不间断电源）等机电设备的监控，确保车站设备的高效、节能运行。AIS设在控制中心的中央级设备实现BAS全部功能，设在车控室的工作站实现该站或站群BAS分控级功能。

该线BAS系统主要由现场总线、工业以太网、工业交换机、控制器（PLC）、远程I/O设备、接口协议转换器、传感器、BAS维修工作站、触摸屏等构成。采用2路具有独立IP的100M以太网口联接到AIS的交换机，以保证与AIS数据交换的可靠性。系统设备部署于车控室、计算机房、照明配电房、环控电控室等。系统采用西门子PLC冗余技术，使用双网冗余、控制器与工作站冗余热备份、可热插拔模件、运行时硬件修改组态等技术，来达到应用系统高容错性、高可靠性和弹性灵活的要求。同时在车站计算机房内设置有BAS维护工作站，实时监控BAS机电设备的运行并由监控的后备机提供冗余功能。

控制系统冗余设计

2.1组件设备的选取依据

根据地铁设计的特点和深圳的实际情况，深圳地铁3号线的BAS系统基于以下原则来选择设备。

可靠性：在地铁的运营维护和管理过程中，机电设备监控系统有着极为重要的作用，其可靠性强度直接影响到地铁的服务质量，甚至地铁的安全运

行。这要求BAS系统具有极高的可靠性，特别是选择具有支持冗余技术的高可靠系统，通过冗余设计进一步提高系统的可靠性。

先进性：地铁是一种具有较长服务期的基础设施，地铁中各系统的设计必须考虑到未来的需要，尽量选择发展前途好、技术水平高、有较长生存期的PLC控制系统。

开放性：机电设备监控系统涉及到的设备种类和设备厂商繁多，而接口、协议等互不相同的设备往往很难互联。所以控制系统的开放性将关系到系统内不同设备之间的互联和协作。因此应尽量选择开放性好、联网方便的网络系统及工业协议，以保证设备的兼容性。

经济性：在充分考虑上述可靠性、先进性、开放性等因素基础上，还应该考虑费用的经济性以尽可能节省投资。

2.2主要部件的冗余设计和产品选择

地铁环控系统工况多，工艺复杂，为保证系统的稳定性和高可靠性，在系统配置时要充分考虑资源冗余，留有足够备用资源。根据前面的设备选取原则，参考国内地铁行业的已有方案，深圳地铁3号线BAS系统最终选择西门子可编程器系统，并利用S7-400H控制器先进的硬冗余技术设计出稳定可靠的系统架构。

2.2.1冗余主CPU

使用SIEMENS S7414-4H作为冗余控制器和热备系统，通过高速光纤相连，用两套冗余的通讯通道进行实时数据传输。实现在线实时修改PLC程序及参数，并让更新后的程序在下一次扫描后以小于30毫秒的切换时间。

地下站中使用两套SIEMENS S7414-4H安装于站内两端的环控室。高架站中设备数量较小，设备分布相对较为集中，管理用房也少，只需用一套SIEMENS S7414-4H安装于计算机房，便能满足设计所要求全部功能。容错部件包括电源模块PS407-10A、CPU模块CPU414-4H、通信模块CP443-1、近距离同步模块及光纤。

2.2.2网络通讯冗余设计

车站BAS系统网络采取两层结构。第一层为站级系统网络，采用工业以太网实现S7-400主站、S7-300子站、LCP、维护工作站间的冗余环网结构。所采用的KIEN 2000工业交换机集成了2对光纤接口，6个10Base-TX以太网接口。第二层为现场设备总线网，采用PROFIBUS工业控制网，实现ET200M远程模块、协议转换模块等与CUP的数据交换。

2.2.3ET 200M分布式I/O设备冗余设计

ET 200M由两个IM 153-2和多个S7-300的I/O模块组成，通过这两个接口模块及冗余通讯链路实现DP从站与远程S7-400主备CPU的数据交换。使用Y-LINK总线耦合器连接冗余H主站到单通道的PROFIBUS从站，实现与MCC（MOTOR CONTROL CEN-TER）系统的通信。其中该从站的容错部件为接口模块IM 153-2。

2.2.4IBP盘 PLC系统

IBP（车站车控室配置综合后备盘）采用人工介入方式，通过IBP运行模式或设备的远程单动方式操作，保证在中央一级通信故障或站级人机接口故障发生时具有紧急后备的装置可用。IBP盘PLC由S7-315-2DP/PN、CP343-1及若干I/O模块组成，CPU的PN端口和CP343-1实现与S7-400主站冗余以太网的数据交换。其中硬件容错功能由CUP模块CPU315-2PN/DP和通信模块CP343-1合起来实现。

2.2.5系统软件

根据选用的硬件设备和其它系统接口要求，选用以下软件构建完整的BAS系统。编程软件采用STEP7 V5.4系统，LCP监控组态软件选用SIMATIC WINCC flexible 2007，AIS组态软件CitectSCADAv7.10中的西门子驱动为SiemensIEBackendV7_10_53For Citect。

2.3系统整体结构

深圳地铁3号线的车站BAS系统结构包括计算机房BAS维护工作站、冗余CPU主站、双路冗余的以太环网及DP网、照明配电室远程I/O、环控室触摸屏

（LCP）、车控室IBP远程从站等。

BAS系统在车站与相关系统存在较多接口,在车站与主控系统、火灾自动报警系统、通风空调系统、配电照明系统、给排水系统及电／扶梯系统等存在接口。车站BAS系统的设计对接口进行了详细严格规定，主要通过规定接口专业双方接口界面、物理接口、软件协议、功能接口等。

典型系统结构有地下站（图1）和高架站（图2）两种类型。

图 1地下站BAS系统典型框架图

图 2高架站BAS系统典型框架图

从图中可知，主PLC、IBP盘PLC、远程扩展模块等都是冗余节点（触摸屏LCP除外），该节点中有一个容错部件故障时，不会影响和它相联的其它节点或整个系统的可靠性，大大减少了故障或维修工作带来的损失，先前建立容错系统所增加的投入会很快被避免的生产损失所补偿。

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【关键词】CDMA 远程监控 数据传输

1 前言

作为信息产业的一部分，通信服务业已遍布城乡各地，日益庞大的通信网络由城市向乡村延伸，由经济发达地区向不发达地区扩展。微波站，传输中继站，移动基站，交换终端局等的环境监控对于保证设备的安全运行尤为重要，为此各种环境监控系统应运而生。寻求低成本灵活高效的远端监控方式是远程技术发展和应用的必然。基于CDMA通信条件的远端环境监控系统，可实现对门禁监示、温度监测、空调运行操作、烟雾报警、交直流电源状态等的远程监测，在生产指挥中心，能实现对远端门禁、温度等数据的最高、最低告警值设置，及对监测设备的远程管理。可用计算机进行集中管理，也可在有告警时自动转发手机短信或电话通知给一个或几个责任人。系统运行可靠、价格经济、使用费用低廉（短信费率）、不改动空调等设备的主系统回路安装简便。

2 系统设计

2.1 系统组成

2.1.1 现场部分

（1）现场采集一次仪表（数据采集的输入器件）如下：

a. 现场工况采集变送器（如：压力、温度变送器等）。

b. 模拟传感器件（如：气体、红外、示功图、温变电阻、电桥等传感器等。

c. 各类开关（如：门禁、位置、阀门、状态开关、计数器等）。

（2）数据采集处理控制器（是RTU、MCU功能的一体化控制单元）如下：

1）功能：

a. 通过变送器及传感器将现场数据采样、A/D转换、逻辑判断、数据编码、数据处理和协议打包、存储并向通信单元传输操作；

b. 接受通信单元发来的信息和控制操作；

c. 处理并执行控制中心对采集参数的设置或机构操作。

2）技术特性：

a. 智能数据采集，动态变量传输。

b. 逻辑判别协议类型。

c. “黑匣子”功能。

d. 参数设置灵活、可靠。

e. 多路模拟量/开关量数据输入。

f. 自身独立时钟；端口实时监测。

2.1.2 数据传输部分

CDMA网络。

2.1.3 指挥控制中心部分

（1） INTERNET网络环境。

（2）数据服务器或单机。

（3）SQL数据库。

（4）数据远程采集监控系统管理软件。

主要功能：

（1）完成对现场采集处理控制器的所有端口远程设置。

（2）对采集到数据进行解码转换，存入数据库，进行下一步的统计分析，MIS功能。

（3）对现场异常现象进行报警处理。

（4）把控制中心的指令进行打包，添加通信协议，利用网络协议经通信网络传给ACU 及采集处理控制器，从而达到远程控制的目的。

2.2 系统工作原理

远端数据采集处理控制器，通过该控制器的RS232串口（通用串口）总线接口连接采集终端设备，并对采集到的数据进行存储、打包等处理，将处理后的数据通过CDMA网络将数据传送到到用户控制中心的数据采集处理控制器。同时，数据采集处理器可接受处理控制中心传来的指令，通过其控制量接口，对设备进行操作；数据采集器会对数据进行加密处理，防止数据在传送过程中被窃取。该控制器具有8-512个控制量接口。同时支持手写板，用于人工数据录入。

2.3 系统主要功能

2.3.1 硬件功能

（1）完成两种压力和温度的模数转换。

（2）完成室门等开关状态检测。

（3）完成对压力温度的超限报警。

（4）完成对室门等三个开关量的异常报警。

（5）硬件系统应自备电源。

（6）考虑到现场的工作安全，须按照部标，将所有监测设备安装在防爆箱内。

2.3.2 上位机软件功能

（1）完成数据的接收及相关的变换处理。

（2）对接收到的数据完成分类及写入数据库操作。

（3）实时查询工作状态。

（4）报警信息提示。

（5）客户端计算机能够查询数据记录和实时查询工作状态。

3 系统软件的主要技术规范

（1）对被监测设备正常运行和事故情况下的生产过程进行实时监控，大屏幕彩色CRT显示，定时自动报表打印，越限和事故报警，事件顺序及事故追忆记录，对断路器和隔离开关进行分/合操作，接收微机继电保护的数据信息，完成自动控制功能，向调度传送远动信息及要求的数据，以及一些其他运行管理功能。

（2）具备标准的软硬件环境。选择通用的硬件配置，使之运行维护方便，灵活，简单，移植方便，与外界的联系直接有效，系统具有丰富的运行经验，具备很高的可靠性和稳定性。

（3）符合模块化结构。易于扩充的设计原则，系统数据库及通信都有扩展的能力。

（4）具有自检功能，监视外设运行状态，并具有较强的抗干扰能力；具有失电保护和检测功能，在电源恢复后能自动启动并恢复运行。

（5）配备实时操作系统，具有丰富的服务程序及支持软件。软件在实时和事件的驱动方式下运行，具有方便的软件维护功能，具有在线和离线诊断功能。

4 系统功能

（1）短信遥控。

（2）设备状态短信回传。

（3）振铃遥控。

（4）DTMF通话遥控、监听。

（5）输出方式选择。

（6）触发发短消息。

（7）手机发短信更改报警设置功能。

（8）通过串口直接控制继电器的开关。并能通过串口查询继电器的状态。

参考文献

[1]李元臣，刘维群.基于GSM模块的远程监控系统[J].微计算机信息，2007（28）.

[2]余肖勇，杨邦荣，勇张.基于GSM监控远程目标的关键技术与应用[J].企业技术开发，2005（03）.

[3]金良峰，余建桥，赵磊，卢志俊. 基于CDMA的煤矿远程监控系统的设计与实现[J].计算机系统应用，2008（01）.

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关键词：LabVIEW；远程环境监控；数据库

随着信息技术的快速发展，电子测量技术与仪器领域也逐渐信息化，形成了新型的检测仪器――虚拟仪器。虚拟仪器技术综合了计算机软件技术、通信技术与策略技术，在传统仪器的结构基础上进一步优化设计，形成了LabVIEW虚拟仪器，其中包含了信号采集、测量分析以及显示数据的功能，在保证系统灵活性的同时，也促进了远程环境监控系统的开发。

1 LabVIEW虚拟仪器技术与远程环境监控系统

1.1 LabVIEW虚拟仪器技术

随着科学技术的快速发展，计算机与仪器将会得到更为密切的结合，成为仪器技术发展的重要方向之一。仪器与计算机的结合通常有两种方式，一种是计算机装入仪器中，一种是将仪器装入计算机中。近几年来，计算机体积逐渐减小，功能也愈加多样化，嵌入系统的智能仪器逐渐增多[1]。此外，将PC机与操作系统作为核心能够有效提高仪器的工作效率，实现仪器功能的多样化，虚拟仪器技术便是将仪器装入计算机中，实现了仪器的多种功能。

LabVIEW虚拟仪器技术将传统仪器与计算机技术有机结合，在传统仪器的基础上进一步提高仪器测量的效率与质量，促使仪器智能化。虚拟仪器以PC与操作系统作为核心，在此基础上搭建硬件平台，而后采用软件编写仪器软面板，在硬件与软件的共同作用下构建计算机仪器系统，这种利用先进计算机技术扩展仪器功能的方法已然成为自动测控的未来发展趋势之一。

1.2 远程监控系统

远程监控系统指的是通过网络远程访问本地监控系统的控制设备，由于远程访问设备并没有明确的规定，只要能够上网便可以作为远程访问设备，因此，远程监控系统在进行远程终端设计时就会存在很大的难度。

1.3 虚拟仪器监测系统的功能

虚拟仪器在传统传感器等测量仪器的基础上进一步发展，在网络支持下实现了远程控制数据的采集、传输、处理与通信。通常情况下，虚拟仪器监测系统主要包括数据采集装置、服务器与远程客户端，在运行时，数据采集装置首先对需要测量的数据进行采集，而后服务器将数据传输到客户端，实现实时监测。在LabVIEW虚拟仪器中，计算机是最为重要的组成部分，具有数据采集、分析与结果显示的功能，同时也可以通过Internet形成监测网络，在网络技术的辅助下，人们可以通过网络远程对环境进行监控，不同功能的硬件设备都可以通过网络共享，这样既减少了投资成本，也可以实现资源的充分利用[1]。在虚拟仪器中涉及到许多计算机，其中一台计算机用于数据的采集与分析处理，而后通过网络将数据传输到另一台计算机上，这样便实现了虚拟仪器远程实时监测的目的。对于恶劣环境，人工操作无法进行时就可以利用虚拟仪器监测系统，客户端通过网络读取服务器中的数据进而实现远程采集数据的目的，实现远程监控。

1.4 LabVIEW的远程监控方法

LabVIEW虚拟仪器的远程监控主要是利用客户端与服务端间的通信协议来实现。长期以来，LabVIEW便一直致力于简化网络编程，因此，LabVIEW能够支持多种网络通信协议，这样一来，基于LabVIEW的虚拟仪器便能够通过多种网络通信协议实现远程监控。基于LabVIEW的远程环境监控系统在设计时不需要复杂的网络通信协议便可以编写网络通信程序，这对于系统的建设具有积极意义。在LabVIEW中的共享变量技术在一定程度上简化了分布式系统间的网络通信，用户不需要了解共享变量的底层通信协议便可以轻松应用共享变量技术[1]。此外，LabVIEW也针对不同层次与应用为远程环境监控系统提供了不同的网络通信方式，使远程监控更具针对性，效率与质量都得到提高。

2 基于LabVIEW的远程环境监控系统设计

2.1 环境监测系统的设计过程

环境监测系统的设计需要建立在测试需求分析的基础上，通过需求分析，了解系统的功能要求，根据系统的实际需要设计系统的总体方案，对系统硬件与软件部分进行集成调试，进而设计出一个完整的虚拟仪器监测系统[2]。

首先，技术设计人员需要对被测参数的形式、范围与数量进行分析，在环境监测系统设计中，参数主要包括温度、湿度等，通过参数分析，明确环境监测系统的功能要求，使环境监测系统在运行时能够对相关参数进行实时数据采集，最终实现远程监测。在明确系统功能要求后，设计人员需要针对实际需要选用合理的测试方法确定系统结构，一般是将环境参量传感器与数据采集卡结合形成信号采集系统，并利用LabVIEW的虚拟仪器开发平台编程，赋予环境监测系统数据处理与显示的功能，进而对环境参数进行实时监测。在设计的最后利用LabVIEW的共享变量技术对数据进行实时共享，这样一来，用户便可以在不同地点不同时间通过计算机的数据通信对远程环境进行监测。

2.2 系统的总体设计方案

测试系统在运行时主要涉及五个步骤，首先是在传感器作用下将被测信号转为电信号，输出的电信号经调理电路的处理后最终以标准电压信号的形式输出，当系统中的数据采集卡采集到电压信号时，通过数据处理系统将其转变为数字信号，而后将数据采集卡的驱动程序与上位机连接，在程序前面板与程序框图编程的辅助下编写算法与流程，完成系统的总体设计方案。

2.3 远程环境监控系统硬件部分设计

在远程环境监控系统的设计中硬件部分与软件部分尤为重要，其中硬件部分主要包括PC机与数据采集两部分。PC机是虚拟监控仪器中最为重要的核心部分，数据采集系统软件运行均需要通过PC机，因此，PC机的合理选择对远程环境监控系统非常重要。由于数据采集设备经常需要在强劲的振动、电磁干扰与电源干扰的情况下进行，因此，在选择计算机时常会采用工业计算机，将外界环境的干扰降到最低，确保系统可以稳定运行[2]。数据采集系统涉及到传感器与数据采集卡两部分，在监测系统中传感器主要承担着数据信号转换与传输的功能，在远程环境监控系统中主要采用温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器等对环境的温度、湿度与二氧化碳浓度等参数进行采集与分析。

2.4 远程环境监控系统软件部分设计

远程环境监控系统的软件部分设计主要是基于LabVIEW的虚拟仪器开发软件，数据采集卡接收传感器的电压信号，在滤波的作用下将电压信号转为趋势曲线，而后在LabVIEW的共享变量技术支持下对环境参量进行远程监控。

3 结束语

基于LabVIEW的远程监控系统设计方便快捷，可以根据需要创建多种虚拟仪器，同时也可以更改相应的软硬件模块，实现人机交互，使用户可以远程对环境进行监控。此外，用户还可以根据自己的实际需要修改操作界面，这种人性化的远程环境监控能够很好地满足工业控制领域的需要，同时节约了大量的人力物力，具有广阔的发展前景。

参考文献

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【关键词】 WebGIS 环境监测监控 应用

1WebGIS

地理信息系统GIS始于60年代的加拿大与美国，自80年代末以来，随着计算机技术的飞速发展，特别是internet时代诞生的万维网地理信息系统是在INTERNET网络环境下的一种兼容存储处理、分析和显示与应用地理信息的计算机信息系统。地理信息描述地球表面的空间位置和空间关系的信息。由于大多数的客户端应用采用了WWW协议，故学术界把类似万维网地理信息系统称之为WEBGIS(万维网地理信息系统)。其基本思想就是在互联网上提供地理信息，让用户通过浏览器浏览和获得一个地理信息系统中的数据和功能服务。WEBGIS(万维网地理信息系统)涉及到在网络环境下，地理信息（图像图形和与此相关的文本数据）的模型.、传输、管理、分析应用的理论与技术。

常见传统GIS不实用的原因包括：缺乏图像信息数字化标准。专题成果相互之间的迭置分析尚未真正地建立。没有功能灵活与信息传递的GIS软件平台。很多系统还只是一种表面上的结合，尚未达到学术与应用概念的结合、标准与类型的结合，远景与近期目标的结合，好像是无标准的记录系统，无法更新续用，另外GIS运行的统计数字，经常以地形图作空间特征介绍。

与传统GIS比较，具有以下4个优点：1）更广泛的客户范围。客户可同时访问多个不同服务器上的最新优势，大大扩展了GIS的数据管理能力，增强了对空间数据管理的时效性。2）操作简单：通用的WEB降低了操作的复杂程度，使GIS易于普通用户所接受。3）客户端平台的独立性：不论用户是何种操作系统，只要支持通用的WEB浏览器用户就能访问数据。4） 应用面广更新快：由于网络功能WEBGIS应用扩展到整个社会，WEBGIS在网上进行信息对地理信息进行实时更新，便于使用者得到最新动态和信息。

2环境监测监控的意义

环境是人类赖以生存的空间，环境问题已成为当今国际社会普遍关注的热点。人类在其自身的发展过程中，在发展社会经济方面取得了辉煌成就。与此同时，由于不合理开发利用自然资源，导致生态破坏、环境污染，环境质量发生了明显下降和恶化，业已对人民生活和社会经济构成了现实威胁，制约了社会经济进步，危害了人民身心健康，影响了社会稳定，环境的恶化成为了实施可持续发展的重大制约性因素。

为了进一步加强对环境污染的控制，福建省环保局于2002年在全国范围内率先开始建设省级环境自动监测监控系统。通过建设一个基于地理信息系统的环境信息分析系统和一个交互式的环境监测、环境保护的动态信息平台，向各级政府、部门环境质量监测资料或环境质量状况，向公众概况信息。建设环境自动监测监控系统，实现对重点排污单位污染防治设施运行状态、主要污染物排放监测监控数据的自动传输和异常报警，实现重点流域水环境质量、重点城市环境空气质量自动监测数据实时传输，形成一个覆盖福建全省的环境自动监测信息采集网络。环境监测监控系统建设的主要任务是建立一个数据管理中心，基于移动无线GPRS、GSM短信息网络或固定电话及电信有线宽带，实现对分布在全省各地的环境自动监测站、水质、环境空气、污染源的监测信息的采集、控制及科学管理。在数据充分共享与集成应用的基础上，设计开发符合环保职能管理需求的基于GIS的应用系统，该系统能够实现与数字福建、国家环保信息共用平台、省环保电子政务平台、环境污染空间模型库、环境突发事件应急系统的无缝联结。

3WebGIS在环境监测监控中的应用

WebGIS提供直观的GIS图层界面，为各级环保部门的宏观决策提供有效数据支持。

3.1搭建环境监测监控WebGIS平台

通过Oracle9i/10g来构建数据库平台。在数据库中建立多个环保信息相关的专业应用数据库以及将这些信息有机联系起来的地理信息数据库。在数据库设计中，充分考虑后续大批量数据的存储，为建立数据仓库，通过数据挖掘来有效管理数据提供前期准备；

在GIS平台层面上通过ESRI产品和EPStar2.0来实现数据有效管理和各种功能的实现。通过对数据进行全方位、多角度、多层次的统计分析，使得决策层能够快速响应现实或政策的变化，作出正确决策。

在客户端主要运用MO/AO编制客户端软件或通过IE浏览来实现各种功能的应用。由于MO含有丰富的内置函数和方法，能够实现GIS所需的所有功能。因此，在环境信息系统中，充分利用其特点，采用面向对象的开发方式，简化开发过程，优化了系统功能。考虑到环保部门不同网络的现状和多层面、不同用户的不同业务的需求，利用ARCIMS的结构特点，采用JAVA等实现B/S结构的客户端零配置、用户通过IE浏览器浏览环境信息的功能。

3.2WebGIS空间数据和环境监测监控数据

地形数据的获取和更新：地形数据是指GIS系统中所必须的辅助地形数据，是GIS系统中的主要图形数据。

空间数据编辑。地理信息编辑：包括添加一个新的上位机及所连监测仪器的位置；仪器周边信息的录入等。设备属性信息编辑：包括监测仪器属性信息等。

图元管理。针对环保部门的行业需求，提供专业的、功能强大的统计信息图元符号编辑器。在图元编辑器中，提供各种绘制功能，用图元客观实际的表示实际生活中的各种统计相关对象。对于各种用户自定义对象图形显示，提供了直观、可交互的环境，用户根据自己的所需，定制统计系统中的所有图元。

环境监测监控数据：基于WebGIS对所管理的各环境监测监控点的设备运行状况、所采集数据及报警信息进行可视化监测，并依据系统专业知识库，对系统异常状况进行相应处理。

3.3WebGIS强大的查询功能

在GIS平台层面上，采用了ESRI的ARCSDE产品，有效的对空间地形数据进行管理，能够实现各种GIS软件应该具备的放大缩小等基本操作，还能实现各种复杂的空间信息查询的功能。查询直观可视：在系统中要应用地理信息技术，必须考虑将不同种类的图层信息叠加在同一电子地图上，多角度地发掘环保信息；采用专题地图形式直观显示不同类型环保信息，以方便快捷地查询各地环境质量状况、各污染源排放情况及其它综合信息。

信息查询主要有两类：第一类是按属性信息的要求来查询定位空间位置。如在图上查询污染程度大于某个设定值的区域有哪些，这和一般非空间的关系数据库的SQL查询没有区别，查询到结果后，再利用图形和属性的对应关系，进一步在图上用指定的显示方式将结果定位绘出。第二类是根据对象的空间位置查询有关属性信息。提供工具，用户可利用光标，用点选、画线、矩形、圆、不规则多边形等工具选中地物，并显示出所查询对象的属性列表，可进行有关统计分析。该查询通常分为两步，首先借助空间索引，在GIS数据库中快速检索出被选空间实体，然后根据空间实体与属性的连接关系即可得到所查询空间实体的属性列表。

基于空间关系查询：空间实体间存在着多种空间关系，包括拓扑、顺序、距离、方位等关系。通过空间关系查询和定位空间实体是地理信息系统不同于一般数据库系统的功能之一。整个查询计算涉及了空间顺序方位关系（某条河流两侧），空间距离关系（距离某条河不超过500米），空间拓扑关系（使选择最近工控机），甚至还有属性信息查询（污染程度不超过某值）。

以各类层面（点、线、面层面）为基础，进行固定区域、任意区域对数据库的检索查询，结果反映在图层上；以数据库为基础，进行检索查询所需的信息，结果反映所覆盖图层情况和数据情况。浏览时，能够精确定位，调整视野范围、放大地图、缩小地图、地图漫游等。

打印输出检索查询的结果地图，分析研究的结果地图，根据需求动态生成不同要素的任意比例尺的专题图层。

结语

地理信息系统技术经过多年的发展，已逐步进入计算机技术主流，WebGIS技术作为网络GIS的一个重要组成部分，应用于环境监测监控，对环境保护工作具有重要意义。

参考文献

〔1〕慕富强，孟垒． WEBGIS技术综述[J]．甘肃科技，2003，19(11)：