远程环境在线监测系统的设计与应用

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1、远程环境在线监测系统的设计与应用2012-03-17f关键字：在线监测上位机无线服务环保数据监测系统是环境保护中的重要环节，传统的环境监测是人工采集数据，监管效果差。针对这一问题设计了一种无线远程坏境在线监测系统，卜•位机采用西门子S7-200PLC（nJ编程控制器）釆集、存储现场数据，通过GPRS（通用分组无线服务）DTU（数据传输单元）主动向数据屮心发送采集到的实时数据，并能够在指定的时间段内接收上位机指令，进行历史数据查询;上位机利用VB6.0的Winsock控件接收多台数据采集终端的数据，并进行分析处理。该系统己经在佛山市南海区运行，有效地提高了环境监管的效率。传统的环境监测，大

2、多是环保局工作人员到污染源现场采集数据，手丄记录工厂的污染治理情况。由于要监测的厂家众多，且厂家地理位置分散，工厂偷排现象十分普遍，即便花费了人量的人力和物力也无法完整地采集到污染源的相关数据。对见，传统的人工环境监测手段己无法满足环境监测的需要，针对这些问题，设计一个远程环境在线监测系统，系统要求:①实时监测牛产设备和治污设备的运行状态;②能够存储一周内的数据，进行历史数据的查询和补足;③以动画形式实时显示设备状态，以111!线形式进行对比分析，为污染源监管提供客观科学依据，提高环保执法现代化水平。现场数据的采集、远程传送、上位机叮靠接收数据是一个成功的远程监控系统的关键所在。本系统采

3、用西门子PLC（programmablelogiccontrollerr,可编程控制器）采集牛•产设备和治污设备的开关最信息;使丿IJ工业级GPRS（generalpacketradioservice,通丿IJ分纽无线服务）DTU（dataterminalunit,数据传输单元）传送数据;利用2个基于TCP/IP（transmissioncontrolprotocol/internetprotocol,传输控制协议/网际协议沏议的应丿IJ程序之间相乂通信的套接字（Socket）技术接收数据。数据中心服务器将接收到的数据存储到数据库屮，并以动画、1111线等形式显示。1系统架构系统的总体结

4、构如图1所示。系统主要由3部分组成：西门子S7—200CPU224XPCN采集实时数据部分、GPRSDTU数据传输部分、环保局数据屮心部分。丄泊河吐徐土丄洽沽设务2_丄治M叹备1一丄qrIKI备kfrlj产1一H旳"设备1一Hrl-J.厂设备勻图1系统总体结构1.1PLC实时数据采集PLC实时读収输入寄存器IWO的值，将时钟信息和设备状态信息数据打包后，通过串行口RS485每隔30S将数据发送到GPRSDTU通信模块，然后再传送到中心服务器，供实时的动画和曲线等显示使用，PLC每隔5min存储一条记录到历史数据表屮，历史数据表可在指定的吋间段内接受数据中心服务器发送來的数据杏询/数据补足

5、等命令，完成相应的历史数据查询功能和某犬的数据补足功能。1.2GPRS无线数据传输GPRS是在现有GSM（globalsystemformobilecommunication,泛欧式数位行动电话系统）网络的基础上叠加了一个新的网络形成的逻辑实体而发展出来的新的分组数据承载业务。GPRS的理论带宽可达171.2kbit.S-1,实际使用带宽人约在10〜70kbit.S-l,底层支持TCP/IP协议，使得GPRS能够与Internet实现无缝连接，GPRS无线网络具有接入速度快、永远在线、覆盖面广、运营成本低廉、纽网灵活、系统扩容方便等特点。GPRSDTU是GPRS网络的数据终端，GPRSD

6、TU提供了RS232/RS485接口，可以跟PLC等串口设备连接起来进行数据交互，在GPRSDTU模块上配置了串口设备的波特率、数据位、校验位、数据屮心的IP地址、端口等信息后，就可以透明地将PLC发往串口的数据通过GPRS网络传送到Internet网络，然后再通过局域网将数据传送到数据屮心服务器。1.3数据中心服务器数据屮心服务器接收并保存数据到SQL（structuredqueiylanguage,结构化杳询语言）数据库屮，然示对数据进行和应的操作，最终将数据以动画、曲线等形式显示，为科学执法提供数据支持，数据的接收采用VB6.0的Winsock控件來实现，是本系统的关键之一。在数据

7、传输过程中,要求数据中心服务器的IP地址与GPRSDTU中的IP地址一致。系统运行时,启动Socket监听，与远程数据采集终端建立通信连接之后，就可以进行正常的数据接收。2PLC的程序设计2」PLC通信方式选择合适的通信方式，是实现高效数据传输的关键。西门子S7—200系列CPU224XP_CN的通信方式有4利2.1.1点对点（pointtopointinterface,PPI）方式用于和西门子编程软件或西门子的人机接口产品通信，是