基于GSM通信的环境监测系统

2016-03-12上饶职业技术学院程立松

电子世界 2016年23期

上饶职业技术学院程立松

基于GSM通信的环境监测系统

上饶职业技术学院程立松

随着人们对生活环境的要求越来越重视，对环境的监测技术要求也越来越高，介绍的一种利用GSM通讯技术，将各被监测点的环境参数，如水污染参数、大气排放参数、空气PM2.5、噪声、地震预测等，能及时地传送到监测总站，由监测总站的计算机对各监测点汇集的数据进行及时的处理和分析，来判别某监测点的环境实时状态，为执法部门提供环保执法依据，并且具有生产成本低、使用和维护方便等特点。

环境监测系统；GSM通信

1 引言

随着全球经济的发展，城市化、工业化进程的加快，城乡环境恶化日益加剧，如非法排污事件的增加，汽车尾气、粉尘、噪声等达到成为影响人们正常生活的主要危害因素。近年来全球各国政府和人民对环保问题非常重视，特别是水污染问题、空气质量、雾霾问题等的处理已成为各地的重点关注的工作任务。

用一种简便的、使用维护成本低的环境监测设备，并能进行监测各地的环境参数，达到无人实时监测，数据汇总分析及处理，为政府环境执法部门提供真实的实时数据，为严厉打击非法排污和排污的原因，排污量等进行科学的决策服务，同进也能提高地震预报的精度，缩短预报时间，以在大地震之前发出预告，从而大大地减少震区的人生伤亡。

目前现有的设备，生产成本高，无法完成对各排污点的实时监测，对一些排污企业的监督还在以人工监测为主，只实现了对大江大河的出入口进行实时监测水质。

2 系统和监测设备的工作原理

监测系统的工作原理如图1所示。

图1 监测系统工作原理图

监测总站的设备主要由计算机、大容量存储器、GSM通讯设备、打印设备等组成。GSM设备与各监测点的GSM进行无线通信，完成数据和指令传送。计算机内存储各监测点的GSM通信号码（如手机号码）和主要管理人员的手机号，因此可以实现无人值班也能实时监测各点的情况。当某监测点或多个监测点出现异常时，计算机会自动将异常情况发至管理人员的手机中。由于采用GSM通信技术，数据传输成本大大降低，监测点数量也可以增加，以达到全城区监测重点地区增加监测点等，提高监测的精度。GSM通信能实现定位，因此计算机在卫星地图中就能直接显示各监测点的位置，并能实现实时监测，数据能长期保存。

2.1 水质监测设备的组成及工作原理

水质监测设备工作原理如图2所示，主要由微处理器、大容量存储器、PH值传感器、液体混浊度传感器、摄像头、防盗报警、光伏电池、充电电池、GSM通信电路等组成。

图2 水质监测设备工作原理图

光伏电池在有太阳照射时对充电电池组进行充电，充电电池组在连续一周以上阴雨天时能对设备供电。

PH值传感器和液体混浊度传感器能实时对被监测水域的水质进行监测，并将数据传输到微处理器。存储器能存储一年以上的监测数据。当监测数据出现异常时，摄像头将摄取水质情况图像；当出现有人为破坏设备时，摄像头将记录全过程，并将这些信息及时报告监测总站。监测总站的计算机系统将该监测点的重要数据进行存储，并向管理人员报告信息。各监测点每小时自动向监测总站报告信息，当有个别监测点的设备出现故障时，监测总站的监测画面上会显示故障情况，管理人员能及时通知当地维护人员进行维护。由于采用GSM通信技术，数据传输方便而及时，因此可对一些重点排污口进行全天侯监测，大大地节省了人力资源，同进监测点可根据需要增加。

2.2 空气监测设备的组成及工作原理

空气监测设备工作原理如图3所示。

图3 空气监测设备工作原理图

空气监测设备主要由微处理器、大容量存储器、GSM通信电路、光伏电池、充电电池、CO、SO2传感器、粉尘传感器、摄像头及防盗报警等电路组成。其中，微处理器、大容量存储器、GSM通信电路、光伏电池、充电电池、摄像头及防盗报警等电路的功能基本同图2水质监测设备相同。

CO、SO2传感器、粉尘传感器主要用于监测排污企业的烟囱及其它排气口的有害气体和粉尘的数据，当有超标排放时，摄像头及时摄像，微处理器收到传感器和摄像头传来的数据能及时通过GSM通信电路上传给监测总站并对总站管理人员报警。

2.3 大气监测设备的组成及工作原理

基本如图3相似，主要电路的功能同空气监测设备相同。不同之处是传感器。大气监测设备的传感器有：粉尘传感器、温度、湿度传感器、光照传感器、气压传感器等，用于监测某地区的大气环境，一般设在山顶或城市的高建筑顶上，能实时监测某地区的大气变化情况。

2.4 地震监测设备的组成和工作原理

目前地震监测主要采用地震时产生的次声波的强度进行分析判断震源地点和深度、地震强度等，由于次声波在地面传输速度慢（一般为1400m/s以下），在远距离监测需要一定的时间，难以做到及时预报，应用GSM通信，能将设置在地震多发地区的地震监测设备监测到的微小地震信号及时发送到监测总站，通过计算机分析来判断是否有大地震的发生，从而大大缩短了预报时间。其电路结构和工作原理基本与图3的空气监测设备相似。只是传感器采用声纳传感器，设备应安装在有GSM信号的无震地干扰的山上，无GSM信号的地点可以采用卫星通信。