基于GPRS的污水处理运营远程监管系统的研究

史晓峰　赵耀红

摘 要：系统基于GPRS移动通信系统、地理信息系统、计算机数据处理系统等集成开发，对污水处理量及理化参数数据进行自动监测和随机监测，对监测设备非正常运转情况以及对超标排放、污水偷排、设备闲置等情况实现自动报警，自动生成数据报表。提高污水处理远程监管的实时性和传输速度，极大的降低运营成本。

关键词：GPRS；污水处理；远程监管系统

1 概述

我国每年有大量工业废水和生活污水未经处理就排入水域。全国的多条河流受到污染，城市水域也遭到污染，甚至造成许多河段鱼虾绝迹。水污染之所以日趋严重并不断向深层发展，一个重要的原因是监控技术手段不够先进。我国目前也存在一些污水处理监测点和监管系统，但存在着数量少、搭建和维护费用高等缺点。很多污水处理监管系统仍采用有线连接方式，由于监测点分散，无法将其完全连接和互相通信，致使无法通过监控中心统一调度和管理。基于GPRS移动数据传输网络的污水处理运营远程监管系统能很好的解决上述问题，其特点为网络覆盖面广、数据能够高速并无线传输、建立成本低、维护费用少、实时性好等优点，拥有无法比拟的优势。

2 系统设计

2.1 系统模块

污水处理运营远程监管系统包括下列功能（如图1所示）。

（1）数据监控：管理员对管辖内的设备运行状况进行远程监控。（2）数据维护：对历史数据进行增、删、改等管理和维护操作。（3）报警查询：对设备故障记录和报警记录进行查询。（4）工艺流程：设置与查看设备工艺流程。（5）系统设置：系统管理员对管理员的权限管理，设备与管理员的对应分配。（6）报表分析：数据报表导出、分析与打印。（7）视频监控：对不同设备进行实时视频监控。（8）厂区上报：各厂区上传监控数据。（9）政策公告：下发各种新政策。

2.2 GPRS

是在GSM基础上建立的移动网络系统，通过引入“分组数据单元”来提供无线数据业务，支持X.25协议和IP协议，能提供Internet网络的全球性无线接入。主要由GPRS监控终端、GPRS网络、Internet网、监管中心计算机组成。应用电路采集和处理后的数据通过串口发送到GPRS DTU，每个DTU需要一张SIM卡才能完成通信工作，每个SIM卡与系统内部的一个固定IP绑定，同时设置唯一的APN名。通过对其参数进行设定，如端口号、网络连接、数据通信等，经过处理后的分组数据发送到基站，再经SGSN封装和GGSN协议转换后，发送到Internet网络，最终数据传送至监管中心的采用公网固定IP地址的计算机。计算机中运行监管软件实现数据收发、显示、存储、查询和输出。监管中心的信息也可通过此通信链路下发至GPRS DTU和应用电路。基于GPRS的污水处理运营远程监管系统方案如图2所示。

2.3 数据存儲

数据存储是污水处理运营远程监管系统的核心部分。本监管系统的数据库使用关系数据库SQL Server。在监控中心设置专门的数据库服务器，负责存储和管理来自各个监测点的上传数据，同时用来存储用户信息和各种参数设置信息。当监测点数据通过无线网络和Internet上传到监控中心时，首先存入内存数据库，这样可以提高其存取速度。当确定数据处理完毕、近期不再使用的前提下，将其移入关系数据库以备长期存储，供查询使用。数据在传输和存储的过程中，本系统注重考虑数据安全问题。在设置专门数据库服务器的同时，定期进行数据库的自动备份。同时，通过用户身份认证和登录用户权限控制的方式防止使用者对数据进行恶意删除和修改，保证数据安全。

3 结束语

基于GPRS的污水处理运营监控系统能很好的弥补当前各种监控系统的实时性差、监测点零散、运营成本高等缺陷。该系统能够很好的实现数据监控与查看、信息采集与上报、指令下发与各种统计、分析功能。任何用户只要通过身份验证即可在系统内的任何计算机进行实时运行视频和数据的查看。在今后的研究和实现过程中，本系统可进一步与物联网和云计算平台相结合，进而能够更快速和低成本处理更多、更复杂的大数据，为全国污水处理统一监控打下良好基础。

参考文献

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[2]雷宁蓉，刘佐民.基于Web的工程试验远程监控系统的开发[J].武汉理工大学学报，2005，27（6）：28-31.

[3]Kofler，杨晓云，王建桥，等.MySQL5 权威指南[M].北京：人民邮电出版社，2006.

作者简介：史晓峰（1976，5-），毕业学校：东北师范大学，硕士，研究方向：数据通信，工作单位：长春工程学院。