基于GPRS的無線數(shù)據(jù)采集在環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

鄧世江

（廣元市環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 四川廣元 628000）

環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站對(duì)重點(diǎn)污染源、主要河流斷面水以及空氣質(zhì)量及噪聲等進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控及其環(huán)境質(zhì)量的數(shù)據(jù)管理，該系統(tǒng)通過建立數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、傳輸、查詢、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表打印以及發(fā)布等軟件系統(tǒng)，進(jìn)一步提高環(huán)境質(zhì)量，為自動(dòng)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)提供更方便的服務(wù)。本文將GPRS技術(shù)應(yīng)用下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無線數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，改善并提高了環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)效果。

1 無線數(shù)據(jù)采集下的數(shù)據(jù)傳輸

目前環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要通過光纖通信、電話線網(wǎng)以及短信息SMS來傳遞信息。其中光纖通信應(yīng)用過程中，其特點(diǎn)是：頻帶寬、傳輸效率高以及抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在通信網(wǎng)的上層使用比較廣泛，但是在安裝中，成本比較高，因此不提倡在管理系統(tǒng)中使用；電話線網(wǎng)中，基于電話網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，加裝調(diào)制解調(diào)器來提升數(shù)據(jù)發(fā)出以及接受效果，為數(shù)據(jù)傳輸提供便捷性和高效性。技術(shù)的投資少、可靠性強(qiáng)，但是傳輸需要的時(shí)間比較長(zhǎng)；短消息SMS模式的應(yīng)用，基于SMS模式下，通過撥號(hào)接入GSM網(wǎng)，將數(shù)據(jù)上傳，下達(dá)命令，進(jìn)行傳輸。為了提高無線信道傳輸效果，這就提出了采用GPRS無線數(shù)據(jù)，它不僅提高了傳輸速度而且改善了信號(hào)效果。該技術(shù)可以通過手機(jī)注冊(cè)網(wǎng)絡(luò)，支持短消息和WAP業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)傳輸效率比較高。

采用GPRS無線數(shù)據(jù)采集，其工作原理表現(xiàn)在：通過路由管理來進(jìn)行尋址和建立數(shù)據(jù)連接，具體將移動(dòng)終端發(fā)送數(shù)據(jù)建立路由，以及處理好漫游時(shí)數(shù)據(jù)路由建立，來提高傳輸效率，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>

2 基于GPRS無線數(shù)據(jù)采集的環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用研究

2.1 系統(tǒng)構(gòu)建

目前，環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是子站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和中心站數(shù)據(jù)監(jiān)控分析系統(tǒng)的統(tǒng)稱。系統(tǒng)在構(gòu)建過程中其組網(wǎng)方式的選擇要基于公網(wǎng)靜態(tài)IP方案具體實(shí)施，GPRS無線數(shù)據(jù)采集服務(wù)器端使用靜態(tài)IP系統(tǒng)，首先進(jìn)入靜態(tài)IP寫入模塊，這樣保證通電之后可以寫入數(shù)據(jù)采集服務(wù)器端的IP與采集中心端服務(wù)器之中，并且將二者之間建立一種連接關(guān)系，獲得臨時(shí)IP地址告知數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，完成通信及其數(shù)據(jù)傳輸。

2.2 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)子站管理和數(shù)據(jù)采集

子站管理系統(tǒng)通過GPRSModem來完成的數(shù)據(jù)傳輸；控制模塊完成對(duì)環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)的質(zhì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)控制；數(shù)據(jù)采集儀器，是檢測(cè)污染源的數(shù)據(jù)。而模擬量和數(shù)據(jù)量轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)采集儀器是完成數(shù)據(jù)量與模擬量之間的轉(zhuǎn)換，并應(yīng)用光學(xué)和物力采集環(huán)境檢測(cè)的數(shù)據(jù)，最終轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)數(shù)字。通過子站管理和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具體對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)加以控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染廢水的自動(dòng)監(jiān)測(cè)進(jìn)行子站的管理、數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)據(jù)傳輸工作。整個(gè)過程具有實(shí)時(shí)性，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)監(jiān)視。當(dāng)子站的傳輸方式是被動(dòng)的，該系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，當(dāng)?shù)顷懥薌PRS模塊后，能夠根據(jù)系統(tǒng)提示，實(shí)時(shí)監(jiān)聽數(shù)據(jù)監(jiān)控發(fā)來的消息并采集相關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，之后將采集到的數(shù)據(jù)由監(jiān)控中心向各個(gè)子站系統(tǒng)發(fā)出。當(dāng)GPRS的無線數(shù)據(jù)收到指令后，從監(jiān)控系統(tǒng)的各個(gè)子站控制器中提取數(shù)據(jù)，之后將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。

2.3 中心監(jiān)控站數(shù)據(jù)采集及處理

中心監(jiān)控站不僅是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，而且為環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。中心監(jiān)控站系統(tǒng)包含中心站數(shù)據(jù)采集服務(wù)和中心站數(shù)據(jù)管理軟件兩部分。中心監(jiān)控站在實(shí)施數(shù)據(jù)采集過程中，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量、水質(zhì)、廢氣、廢水進(jìn)行監(jiān)測(cè)并采集數(shù)據(jù)，基于GPRS的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行上報(bào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的管理，之后進(jìn)行檢查和統(tǒng)計(jì)工作。環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測(cè)流程：當(dāng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收到用戶端發(fā)送指令后，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器上，數(shù)據(jù)在XML格式進(jìn)行傳輸和交互。對(duì)服務(wù)器上收集到的XML文件進(jìn)行解析，并傳輸至中心站，再將解析的數(shù)據(jù)重新解析，基于GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用下，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，分散到各個(gè)子系統(tǒng)中，完成最終的解析，最后從解析信息中進(jìn)一步提取有用的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)化之后，以消息指令的形式再次發(fā)送到中心站的采集服務(wù)器中，得到最終環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。通過子站管理系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)，根據(jù)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)來具體監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量。數(shù)據(jù)采集過程中實(shí)現(xiàn)了環(huán)境質(zhì)量統(tǒng)計(jì)以及分析，最終編制出監(jiān)測(cè)報(bào)告進(jìn)行上報(bào)，在科學(xué)的監(jiān)測(cè)環(huán)境中，為進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境質(zhì)量提高更有利的數(shù)據(jù)分析。

3 結(jié)語(yǔ)

通過研究GPRS無線數(shù)據(jù)采集過程，基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下完成環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)。將各個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的連接實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)高效傳輸，提高信息質(zhì)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境質(zhì)量的保障。利用中心站和子站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了空間信息和環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)，為進(jìn)一步解決環(huán)境水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、污染源廢氣和廢水的監(jiān)測(cè)提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)分析。然而在GPRS無線數(shù)據(jù)采集過程中為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率，還需要進(jìn)一步提高GPRS在個(gè)人用戶市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大在大量行業(yè)中的數(shù)據(jù)傳輸。充分利用有限的帶寬資源，以最小的數(shù)據(jù)量，達(dá)到更高的效率。無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用提升了環(huán)境監(jiān)測(cè)的質(zhì)量，保證無線數(shù)據(jù)采集質(zhì)量，這樣大大節(jié)省了生產(chǎn)成本提高了人力資源，促使無線通信技術(shù)更科學(xué)的發(fā)展。

[1]武前軍,徐云龍,秦勇.無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].無線通信,2013（21）.

[2]王軒，喬瑩瑩，夏斌.基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工業(yè)科技，2015（06）.