一、方案背景
隨著生活水平的提高，百姓對(duì)于生活環(huán)境的關(guān)注度也越來(lái)越高，但很多人對(duì)于空氣質(zhì)量的關(guān)注還停留在對(duì)自己家里的空氣質(zhì)量，比如裝修污染。一提到“公共場(chǎng)所空氣質(zhì)量檢測(cè)”，大多數(shù)人就知之甚少了。近年來(lái),隨著大家對(duì)宜居城市關(guān)注度的提高,政府部門(mén)開(kāi)始逐漸加大對(duì)城市公共場(chǎng)所環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和執(zhí)法力度。在當(dāng)前數(shù)字化、信息化空前發(fā)展的時(shí)代，陳舊的環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測(cè)方式已經(jīng)不能滿足衛(wèi)生監(jiān)督和社會(huì)的需求，取而代之的必然是更加先進(jìn)的技術(shù)和更加科學(xué)的手段。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)的高速發(fā)展，環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測(cè)迎來(lái)了一個(gè)新時(shí)代。建立一張覆蓋全市公共場(chǎng)所的衛(wèi)生監(jiān)控網(wǎng)，把所有分散監(jiān)測(cè)點(diǎn)統(tǒng)一在線監(jiān)控起來(lái)，市民能夠?qū)崟r(shí)獲取與生活息息相關(guān)的環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)，在今天看來(lái)已經(jīng)不是夢(mèng)想，而是現(xiàn)實(shí)可行的。
衛(wèi)生行政部門(mén)面對(duì)數(shù)量眾多的商場(chǎng)、醫(yī)院、影院、候車(chē)室等公共場(chǎng)所的衛(wèi)生監(jiān)督保障工作，突顯出傳統(tǒng)的執(zhí)法方式過(guò)程煩瑣、工作效率不高等問(wèn)題。在工作多、任務(wù)重、人員少的情況下，通過(guò)改變傳統(tǒng)工作模式和方法、引進(jìn)現(xiàn)代的管理理念和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，能使衛(wèi)生監(jiān)督部門(mén)擁有更充足的執(zhí)法力量和更豐富的服務(wù)手段投入到保障城市環(huán)境衛(wèi)生的工作中，從而更好的體現(xiàn)城市衛(wèi)生監(jiān)督的良好形象。
二、方案概述
城市公共場(chǎng)所空氣質(zhì)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有三部分組成系：
1、 前端無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端、傳感器等硬件部分。
2、 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心平臺(tái)。
3、 數(shù)據(jù)顯示平臺(tái)（計(jì)算機(jī)WEB瀏覽、LED液晶屏顯示、手機(jī)實(shí)時(shí)查詢等）。
由前端部分來(lái)完成對(duì)衛(wèi)生監(jiān)測(cè)因子的含量的監(jiān)測(cè)與匯總、轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)裙ぷ鳎O(jiān)測(cè)因子包括一氧化碳、二氧化碳、溫度、濕度等，這些監(jiān)測(cè)因子由前端獨(dú)立監(jiān)測(cè)儀器使用不同的方法進(jìn)行測(cè)量獲得一個(gè)非常準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，此結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換后經(jīng)由GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸終端向在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)，在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、過(guò)濾、存儲(chǔ)、處理、統(tǒng)計(jì)分析并提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢等任務(wù)，由此三部分使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到:安全、可靠、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、全面、快速、高效的將真實(shí)的被監(jiān)管單位的公共場(chǎng)所室內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生信息展現(xiàn)在監(jiān)督人員的面前。
三、系統(tǒng)組成
前端數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備：
1、 RS6021 GPRS數(shù)據(jù)采集終端
2、 各類(lèi)傳感器（溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、一氧化碳傳感器的等）服務(wù)器或PC機(jī)）稱(chēng)為主站，主站通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與瑞申RS5011電力遠(yuǎn)程抄表終端連接。主站要配置一個(gè)固定的IP地址和互聯(lián)網(wǎng)出口
數(shù)據(jù)中心監(jiān)測(cè)平臺(tái)：
1、 數(shù)據(jù)庫(kù)
2、 服務(wù)器應(yīng)用軟件
3、 WEB客戶端
四、功能介紹
RS6021 GPRS數(shù)據(jù)采集終端：
（1）、基本原理:
通過(guò)RS—485總線將數(shù)字傳感器（也可采用模擬輸出傳感器）與瑞申無(wú)線智能測(cè)控終端連為一體，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元。瑞申無(wú)線測(cè)控終端內(nèi)置：CPU模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、控制模塊、GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信模塊。可現(xiàn)場(chǎng)接入多路模擬量、開(kāi)關(guān)量、繼電器信號(hào)等數(shù)據(jù)，然后直接通過(guò)GPRS無(wú)線模塊將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)程控制中心連接，將采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。 通過(guò)該系統(tǒng)，即使在遠(yuǎn)離觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的異地，也能方便地對(duì)各種環(huán)境要素如溫濕度、CO2等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取，真正實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)共享的功能。除數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控外，系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手機(jī)報(bào)警。
（2）、功能特點(diǎn)：
◎配備多種接口資源：包括模擬信號(hào)采集、開(kāi)關(guān)量輸入、輸出、脈沖信號(hào)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(jí)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(bào)警上下限設(shè)定；
◎內(nèi)設(shè)工業(yè)時(shí)鐘，精確計(jì)時(shí)；
◎自動(dòng)定時(shí)上報(bào)和事件觸發(fā)上報(bào)功能；
◎內(nèi)置大容量FLASH存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，支持歷史數(shù)據(jù)檢索；
◎通訊協(xié)議完善，組態(tài)軟件支持，用戶免開(kāi)發(fā)；
◎板載工業(yè)級(jí)GPRS傳輸模塊 ；
◎提供用戶設(shè)置軟件，開(kāi)放式接口，方便與組太軟件及其它軟件連接；
◎工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，穩(wěn)定可靠，堅(jiān)固耐用；
（3）、GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)特點(diǎn)：
GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展起來(lái)的一種承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS拋棄了傳統(tǒng)的獨(dú)占電路交換模式，采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無(wú)線信道，同一無(wú)線信道又可以由多個(gè)用戶共享，有效地利用了信道資源，帶寬最高可達(dá)171.2Kb/s。目前中國(guó)移動(dòng)的GPRS覆蓋范圍在中心城市幾乎達(dá)到了100%，在邊遠(yuǎn)地區(qū)也達(dá)到了80%以上，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)行業(yè)的通信需求，完全取代過(guò)去傳統(tǒng)的有線、MODEM、X.25、數(shù)傳電臺(tái)、短信等通信方式。
GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸具備如下特點(diǎn)：
3-1、可靠性高：
與SMS短信息方式相比，GPRS DTU采用面向連接的TCP協(xié)議通信，避免了數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。中心可以與多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，互不干擾。GPRS網(wǎng)絡(luò)本身具備完善的頻分復(fù)用機(jī)制，并具備極強(qiáng)的抗干擾性能，完全避免了傳統(tǒng)數(shù)傳電臺(tái)的多機(jī)頻段“碰撞”現(xiàn)象。
3-2、實(shí)時(shí)性強(qiáng)：
GPRS具有實(shí)時(shí)在線的特性，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延小，并支持多點(diǎn)同時(shí)傳輸，因此GPRS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心可以多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間快速，實(shí)時(shí)地進(jìn)行雙向通信，很好地滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。目前GPRS實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在30Kbps左右，完全能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求。
3-3、監(jiān)控范圍廣：
GPRS網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)覆蓋，并且擴(kuò)容無(wú)限制，接入地點(diǎn)無(wú)限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。比較很多無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是最好的。
3-4、系統(tǒng)建設(shè)成本低：
由于采用GPRS公網(wǎng)平臺(tái)，無(wú)需建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只需安裝設(shè)備就即可，建設(shè)成本低；也免去了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用。
3-5、系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本低：
采用GPRS公網(wǎng)通信，全國(guó)范圍內(nèi)均按統(tǒng)一費(fèi)率計(jì)費(fèi)，省去昂貴的漫游費(fèi)用, GPRS網(wǎng)絡(luò)可按數(shù)據(jù)實(shí)際通信流量計(jì)費(fèi)，(1分-3分/1K字節(jié))，也可以按包月不限流量收費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的低成本通信。
3-6、可對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)儀器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制：
通過(guò)GPRS雙向系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行反向控制，如：時(shí)間校正、狀態(tài)報(bào)告、開(kāi)關(guān)等控制功能，并可進(jìn)行系統(tǒng)遠(yuǎn)程在線升級(jí)。
3-7、系統(tǒng)的傳輸容量，擴(kuò)容性能好：
能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳪PRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要；由于系統(tǒng)采用成熟的TCP/IP通信架構(gòu)，具備良好的擴(kuò)展性能，一個(gè)監(jiān)測(cè)中心可輕松支持幾千個(gè)現(xiàn)場(chǎng)采集點(diǎn)的通信接入。
數(shù)據(jù)中心應(yīng)用平臺(tái)：
(1)、管理員操作要求：
1-1.可自主添加、刪除、修改傳感器，設(shè)置傳感器的名字；
1-2.可添加、刪除、修改傳感器組，每個(gè)組可包含多個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器可屬于多個(gè)組；
1-3.可添加、刪除、修改用戶，每個(gè)用戶對(duì)應(yīng)一個(gè)手機(jī)號(hào)碼，手機(jī)號(hào)即用戶名，每個(gè)用戶可對(duì)應(yīng)多個(gè)傳感器組；
(2)、用戶操作要求：
2-1.用戶只可訪問(wèn)自己對(duì)應(yīng)傳感器組里的傳感器數(shù)值；
2-2.用戶可通過(guò)三種方式進(jìn)行操作：
2-2-1.WWW：用戶通過(guò)手機(jī)號(hào)和密碼（用戶如果忘記密碼，可通過(guò)短信形式找回）登錄后進(jìn)行操作；
2-2-2.WAP：WAP網(wǎng)站對(duì)手機(jī)號(hào)進(jìn)行鑒權(quán)，手機(jī)號(hào)通過(guò)鑒權(quán)后用戶進(jìn)行操作；
2-2-3.SMS：用戶通過(guò)短信指令操作；
2-3.用戶可通過(guò)WWW或WAP設(shè)置傳感器正常范圍數(shù)值上下限（譬如上限為30度，下限為20度）、預(yù)警級(jí)別（支持多個(gè)預(yù)警級(jí)別，譬如A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)，對(duì)應(yīng)不同程度）及其對(duì)應(yīng)正常范圍的浮動(dòng)值（支持固定值或相對(duì)百分比，譬如下限浮動(dòng)值為18度或者-10%，上限浮動(dòng)值為33度或者+10%）；
2-4.用戶可通過(guò)WWW、WAP、SMS查詢某個(gè)傳感器的數(shù)值；
2-5.用戶可通過(guò)WWW、WAP、SMS定制某個(gè)傳感器的預(yù)警信息；
(3)、系統(tǒng)拓?fù)鋱D
3-1.傳感器通過(guò)GPRS模塊將數(shù)值定時(shí)傳送到接口服務(wù)器；
3-2.接口服務(wù)器將各傳感器數(shù)值存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；
3-3.WWW/WAP應(yīng)用服務(wù)器為用戶提供WWW/WAP訪問(wèn)，并從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)反饋給用戶；
3-4.短信應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)ISMG獲取上下行短信，從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，為用戶提供短信點(diǎn)播傳感器數(shù)值、短信定制預(yù)警信息服務(wù)；
3-5.以上服務(wù)器在應(yīng)用初期可合并在一個(gè)物理服務(wù)器；
3-6.如果短信應(yīng)用服務(wù)器無(wú)法通過(guò)ISMG上下行短信，可考慮采用SMS Modem代替。
五、方案實(shí)施案例
為保證某城市公共場(chǎng)所的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，該市衛(wèi)生監(jiān)督機(jī)構(gòu)在部分商場(chǎng)、醫(yī)院、圖書(shū)館安裝了先進(jìn)的室內(nèi)空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)在線監(jiān)控系統(tǒng)，全市設(shè)有192個(gè)監(jiān)控點(diǎn)。全天24小時(shí)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集空氣中一氧化碳、二氧化碳、溫度、濕度等數(shù)據(jù)，采集器每5分鐘發(fā)回一次數(shù)據(jù)，一旦采集點(diǎn)上述指標(biāo)超標(biāo)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并通過(guò)短信通知駐點(diǎn)保障人員和場(chǎng)館相關(guān)人員采取措施。
服務(wù)器申請(qǐng)配置固定IP地址（如動(dòng)態(tài)IP地址可采樣域名解析的方式，適合監(jiān)控點(diǎn)較少的情況），與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連。當(dāng)環(huán)境監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求。
監(jiān)控中心服務(wù)器接收到GPRS網(wǎng)絡(luò)終端傳來(lái)的連接申請(qǐng)先進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證通過(guò)后接受傳來(lái)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。
