阿爾泰RTU-6100模塊在污水監測中的應用
一、前 言
隨著經濟的發展，我國的污水排放量已越來越大，已造成地表水的嚴重污染，環境質量呈現不斷惡化趨勢，但目前全國各地對污染源和排污河渠的水質監測仍停留在手工監測階段，時間覆蓋率低，樣品缺乏科學性和代表性，難以反映企業及城市污水排放連續變化的情況。國家及各省市地區日趨重視生態環境的保護，在水資源污染方面不斷加強治理，但因為環境保護意識的淡薄及利益的驅使等諸多因素，隨意偷排污水和非達標排污，造成環境嚴重污染的情況時有發生，因此在監測監管方面也要加大投入，提供一個有效的實用的先進的監控系統和解決方法，對加強環境監測力度顯得極為迫切，建立廢水在線監測系統，提高水質監測能力，勢在必行。
在污水治理監測項目中，所涉及的污水處理監測系統，很多必需無人值守設備或監測點，受到地形、氣候、監測范圍等因素影響，有些場合不適合用有線通信和無線數傳電臺等數據傳輸方式， 而且它們還具有移動性差、成本高、擴展性差、設備維護不方便等缺點，而中國移動GPRS網絡覆蓋面廣，具有高速的數據傳輸和永遠在線的特點，配合靈活的資費方式，使GPRS通訊在污水處理監控系統中的應用具有無可比擬的性價比優勢。
二、系統結構
本系統是由污水排放監測點、監測中心站和管理中心（環保局）組成的污水監測系統。該系統可實現對企業廢水和城市污水的自動采樣、流量的在線監測和主要污染因子的在線監測；實時掌握企業及城市污水排放情況及污染物排放總量，實現監測數據自動傳輸；由監測點對水質參數自動采集、處理、保存和遠程通訊傳輸，檢測中心站的計算機控制中心進行數據匯總、整理和綜合分析；監測信息傳至環保局，由環保局對企業進行監督管理。
1、 污水排放監測點 ：污水處理監測點利用各種傳感器或專用儀表，采集與污水處理有關的物理、化學參數。如污水處理設備運行狀況，工業用水進水流量/總量，排放污水流量/總量，污水PH值，污水的相對濁度等。各種數據從監測儀的通信口傳送到GPRS模塊，由GPRS模塊把數據打成TCP/IP 包，發送到監控中心站的GPRS模塊端口上。
2、 監測中心站 ：本系統采用阿爾泰科技提供的GPRS模塊，主站和分站采用主從式傳輸，監控中心站計算機系統主要由數據通信子系統、數據處理子系統和報表系統組成，主要完成的功能有數據通信，數據處理，報表統計分析打印等。
數據處理子系統、報表系統作為主要的人機交互界面，收集監測點傳輸來的信息和其他污染源的監測信息；負責對監測信息分類、篩選和綜合分析；完成對數據的統計、運算、處理，能自動生成各種報表；具有存儲、顯示、記錄、打印、統計等功能，而且還可以向監測點發送有關查詢命令和控制信息。
各監測點的GPRS模塊上電后自動連接到GPRS網絡，這樣監控中心和各個監測點間就實現了雙向傳輸數據。不需要固定IP地址。采用這種方式組成點對多點網絡具有實時性好、安全性高的特點，并且費用相對低廉。同時監測中心和管理中心（環保局）也進行聯網，監測信息傳至管理中心，由管理中心對企業進行監督管理。
3、 管理中心：管理中心由環保局相關部門組成，是本系統的決策中心，主要對從監測中心站獲得的監測數據進行分析、調研，及時作出管理決策，增加管理力度，并設置一個大屏幕投影系統，顯示管轄區域的重點點污染源分布和監測結果，同時可用計算機多媒體語音系統進行環境質量狀況演示。
三、結 語
該系統和傳統監測方式相比，實現了水排放量及理化參數量數據的自動提取和隨機抽取、污水處理設備運轉情況的自動提取監控和非正常情況下的報警、污水排放主要理化指標超標自動報警、排污費的自動計費、數據統計報表自動生成。同時該系統運行費用低，系統容易擴展，留有數據接口，通過配置或改變不同的傳感器，采集大氣參數、城市噪音參數，系統也適用于大氣和噪音監測，與有線MODEM、無線數傳電臺數據傳輸相比，該系統在技術上更具先進性。
從經濟效益和社會效益來說，過去對企業的惡意偷排和閑置排污設備運行等不法行為難以察覺、難以監管、近乎束手無策，這是個全國性的難題。本系統對污水偷排、污水主要理化指標超標排放、污水處理設備閑置，均能及時發現并自動報警。系統造價不高，Gov不需要太多的投資，企業完全能夠承受，便于大規模推廣。
產品具體介紹：
性能簡介：
◆ CPU：AT91SAM7X256；
(55MHz主頻的32位RISC處理器、256KB Flash、64KB SRAM)；
◆ 數據存儲：16Mb Flash；
◆ 串行接口：1路5線制串口；
1路3線串口(RS485與之復用)；
1路CAN2.0接口；
1路USB2.0接口；
◆ 以太網: 帶RJ-45口的10/100Base-T 以太網口；
◆ 模擬量輸入：4路差分或8路單端模擬量輸入(可選電壓和電流輸入方式)；
◆ 模擬量輸出：4路模擬量輸出
◆ 數字量輸入輸出：共32路,可每8路配置輸入輸出；
◆ 溫濕度傳感器：選配SHT-71/75,用于對系統環境的檢測；
◆ RTC時鐘：精密、超低功耗，帶備用電池的實時時鐘；
◆ LED燈：4個(1個電源指示、1個狀態指示、2個以太網狀態指示)；
◆ JTAG調試接口；
◆ 系統供電：7V～35V DC 20mA～1A 板載開關電源；
◆ 工作溫度：-40℃ ～ +85℃；
◆ 工作濕度：5 ～ 95％ 不結露；
隨著經濟的發展，我國的污水排放量已越來越大，已造成地表水的嚴重污染，環境質量呈現不斷惡化趨勢，但目前全國各地對污染源和排污河渠的水質監測仍停留在手工監測階段，時間覆蓋率低，樣品缺乏科學性和代表性，難以反映企業及城市污水排放連續變化的情況。國家及各省市地區日趨重視生態環境的保護，在水資源污染方面不斷加強治理，但因為環境保護意識的淡薄及利益的驅使等諸多因素，隨意偷排污水和非達標排污，造成環境嚴重污染的情況時有發生，因此在監測監管方面也要加大投入，提供一個有效的實用的先進的監控系統和解決方法，對加強環境監測力度顯得極為迫切，建立廢水在線監測系統，提高水質監測能力，勢在必行。
在污水治理監測項目中，所涉及的污水處理監測系統，很多必需無人值守設備或監測點，受到地形、氣候、監測范圍等因素影響，有些場合不適合用有線通信和無線數傳電臺等數據傳輸方式， 而且它們還具有移動性差、成本高、擴展性差、設備維護不方便等缺點，而中國移動GPRS網絡覆蓋面廣，具有高速的數據傳輸和永遠在線的特點，配合靈活的資費方式，使GPRS通訊在污水處理監控系統中的應用具有無可比擬的性價比優勢。
二、系統結構
本系統是由污水排放監測點、監測中心站和管理中心（環保局）組成的污水監測系統。該系統可實現對企業廢水和城市污水的自動采樣、流量的在線監測和主要污染因子的在線監測；實時掌握企業及城市污水排放情況及污染物排放總量，實現監測數據自動傳輸；由監測點對水質參數自動采集、處理、保存和遠程通訊傳輸，檢測中心站的計算機控制中心進行數據匯總、整理和綜合分析；監測信息傳至環保局，由環保局對企業進行監督管理。
1、 污水排放監測點 ：污水處理監測點利用各種傳感器或專用儀表，采集與污水處理有關的物理、化學參數。如污水處理設備運行狀況，工業用水進水流量/總量，排放污水流量/總量，污水PH值，污水的相對濁度等。各種數據從監測儀的通信口傳送到GPRS模塊，由GPRS模塊把數據打成TCP/IP 包，發送到監控中心站的GPRS模塊端口上。
2、 監測中心站 ：本系統采用阿爾泰科技提供的GPRS模塊，主站和分站采用主從式傳輸，監控中心站計算機系統主要由數據通信子系統、數據處理子系統和報表系統組成，主要完成的功能有數據通信，數據處理，報表統計分析打印等。
數據處理子系統、報表系統作為主要的人機交互界面，收集監測點傳輸來的信息和其他污染源的監測信息；負責對監測信息分類、篩選和綜合分析；完成對數據的統計、運算、處理，能自動生成各種報表；具有存儲、顯示、記錄、打印、統計等功能，而且還可以向監測點發送有關查詢命令和控制信息。
各監測點的GPRS模塊上電后自動連接到GPRS網絡，這樣監控中心和各個監測點間就實現了雙向傳輸數據。不需要固定IP地址。采用這種方式組成點對多點網絡具有實時性好、安全性高的特點，并且費用相對低廉。同時監測中心和管理中心（環保局）也進行聯網，監測信息傳至管理中心，由管理中心對企業進行監督管理。
3、 管理中心：管理中心由環保局相關部門組成，是本系統的決策中心，主要對從監測中心站獲得的監測數據進行分析、調研，及時作出管理決策，增加管理力度，并設置一個大屏幕投影系統，顯示管轄區域的重點點污染源分布和監測結果，同時可用計算機多媒體語音系統進行環境質量狀況演示。
三、結 語
該系統和傳統監測方式相比，實現了水排放量及理化參數量數據的自動提取和隨機抽取、污水處理設備運轉情況的自動提取監控和非正常情況下的報警、污水排放主要理化指標超標自動報警、排污費的自動計費、數據統計報表自動生成。同時該系統運行費用低，系統容易擴展，留有數據接口，通過配置或改變不同的傳感器，采集大氣參數、城市噪音參數，系統也適用于大氣和噪音監測，與有線MODEM、無線數傳電臺數據傳輸相比，該系統在技術上更具先進性。
從經濟效益和社會效益來說，過去對企業的惡意偷排和閑置排污設備運行等不法行為難以察覺、難以監管、近乎束手無策，這是個全國性的難題。本系統對污水偷排、污水主要理化指標超標排放、污水處理設備閑置，均能及時發現并自動報警。系統造價不高，Gov不需要太多的投資，企業完全能夠承受，便于大規模推廣。
產品具體介紹：
性能簡介：
◆ CPU：AT91SAM7X256；
(55MHz主頻的32位RISC處理器、256KB Flash、64KB SRAM)；
◆ 數據存儲：16Mb Flash；
◆ 串行接口：1路5線制串口；
1路3線串口(RS485與之復用)；
1路CAN2.0接口；
1路USB2.0接口；
◆ 以太網: 帶RJ-45口的10/100Base-T 以太網口；
◆ 模擬量輸入：4路差分或8路單端模擬量輸入(可選電壓和電流輸入方式)；
◆ 模擬量輸出：4路模擬量輸出
◆ 數字量輸入輸出：共32路,可每8路配置輸入輸出；
◆ 溫濕度傳感器：選配SHT-71/75,用于對系統環境的檢測；
◆ RTC時鐘：精密、超低功耗，帶備用電池的實時時鐘；
◆ LED燈：4個(1個電源指示、1個狀態指示、2個以太網狀態指示)；
◆ JTAG調試接口；
◆ 系統供電：7V～35V DC 20mA～1A 板載開關電源；
◆ 工作溫度：-40℃ ～ +85℃；
◆ 工作濕度：5 ～ 95％ 不結露；
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