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廈門才茂通信科技有限公司
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一、項目需求環保數據采集系統是一個由污染源排放監測點和監測中心組成的污染源監測系統
一、項目需求
環保數據采集系統是一個由污染源排放監測點和監測中心組成的污染源監測系統。該系統可對污染源進行自動采樣、對主要污染因子進行在線監測；掌握城市污染源排放情況及污染源排放總量，監測數據自動傳輸到環保監測中心；由監測中心的計算機進行數據匯總、整理和綜合分析；監測信息傳至，作為系統的決策中心，對從監測中心站獲得的監測信息進行分析、調研，及時作出管理決策，增加管理力度。
目前，省環保監測站與各采集點之間的數據通信主要采用手工抄錄或PSTN電話線傳輸。采用電話線傳輸數據時，由于每次撥號都需要等待，速度慢，而且費用也較高。同時，由于各監控點分布范圍廣、數量多、距離遠，個別點還地處偏僻，因此需申請很多電話線，而且有些監控點有線線路難以到達。
GPRS或CDMA具有速度快、使用費用低的特點，其傳輸速度可達171.2kb/s。與有線通訊方式相比，采用GPRS或CDMA無線通信方式則顯得非常靈活，它具有組網靈活、擴展容易、運行費用低，維護簡單、性價比高等優點。因此，可以采用GPRS或CDMA無線傳輸方式解決污染源監測數據的實時傳輸問題。
二、方案優點
中國移動可提供廣域的無線IP連接。基于GPRS、CDMA業務平臺上構建環保信息采集傳輸系統，實現環保信息采集點的無線數據傳輸具有可充分利用現有網絡，縮短建設周期，降低建設成本的優點，而且設備安裝方便、維護簡單。
GPRS、CDMA無線環保污染源在線監控系統具備如下特點：
1、實時性強：
廈門才茂公司的無線數傳設備具有實時在線特性，無時延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個監測點的各種數據。可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。
2、建設成本少低：
由于采用公網平臺，無需建設網絡，只需安裝好設備就可以，建設成本低；
3、監控范圍廣：
構建環保信息采集傳輸系統要求數據通信覆蓋范圍廣，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。由于環保信息采集點數量眾多，分布在全省范圍內，部分環保信息采集點位于偏僻地區，而且地理位置分散。
4、具有良好的可擴展性。
由于目前公用網絡已覆蓋省內絕大部分地區，基本不存在盲區，可實現大范圍的在線監控，滿足環保信息采集傳輸系統對覆蓋范圍的要求。
5、系統的傳輸容量大：
環保中心站要和每一個環保信息采集點實現實時連接。由于環保信息采集點數量眾多，系統要求能滿足突發性數據傳輸的需要，而GPRS、CDMA技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要。
6、數據傳送速率高：
每個環保信息采集點每次數據傳輸量在10Kbps之內。GPRS網絡傳送速率理論上可達171.2kbit/s，目前GPRS實際數據傳輸速率在40Kbps左右，CDMA 的理論帶寬可達153.6Kbps，
但實際帶寬，上行和上行能到100Kbps 左右，平均在60~80Kbps 左右,能滿足本系統數據傳輸速率（≥10Kbps）的需求。
8、通信費用低：
采用包月計費方式，運營成本低。
三、解決方案介紹
由于GPRS、CDMA通信是基于IP地址的數據分組通信網絡，監測中心計算機主機配置固定的IP地址，各個數據采集點采用廈門才茂路由器和該主機進行通信。
（一）系統組成
現場監控點通過數據采集模塊自動采集污染源信息，通過RS232、485或RJ45接口與廈門才茂路由器，數據透明傳輸，各監控點使用通過GPRS、CDMA網絡與監控中心相連，各污染源數據采集點支持24小時實時在線，實現信息采集點24小時傳送采集的環保信息數據。
（二）系統應用連接圖
1．組建網絡。
a.在實際應用中如果采集點不是很多而且采集點又很分散并且數據量大的情況下，可以采取中心對多點的網絡應用。用戶需要在中心服務器安裝相應的服務軟件方可進行中心對多點的網絡應用。整個無線網絡服務系統中，用戶在不需要了解TCP/IP、UDP 協議，不用更改程序的情況下即可實現原有串口設備的無線網絡連接，而且組網簡潔可靠，可以節省您寶貴的時間和已有投資，可用于長距離通信或控制。在此情況下，數傳多少不受限制，組網靈活，可以保證串口通訊的穩定，避免重要數據丟失。實際應用圖（1）如下：
b.在實際應用中如果采集點比較集中，而且采集點相對又比較多并且數據量不大的情況下可以采取分組的方式，每組共用一個無線數傳，在每個組合中數據采集設備和無線數傳之間的通訊是485總線，在這種情況下組網方便，后期的運營費較少，可以保證數據量小的情況下不丟失，并且能大量減少數傳設備節省成本，但每組數據采集設備不超過30臺，數據采集設備和無線數傳之間的連線不能太遠。由于485是半雙工的方式，在滿足全雙工的通訊方式的情況下效率低下。
實際應用如圖（2）如下：
c.在實際應用中如果采集點比較集中，而且采集點相對又比較多的情況下也可以采取如下分組的方式。在這種情況下，采用的是采集設備先和串口服務器設備（串口服務器）連接，在每組中串口服務器設備（串口服務器）和具有多個RJ45接口的交換機連接，然后交換機在和無線路由器連接。在通訊過程中串口服務器設備（串口服務器）把數據采集設備需要發送的數據進行轉換以便利用以太網進行傳送，也可以把從以太網接收來的數據進行轉換利用串口發送給數據采集設備。下圖中RC10為無線路由器，由于無線路由器只有一個RJ45接口，所以還得需要一個交換機擴展成多個RJ45接口。在這個方案中串口服務器可以根據現場施工和技術的要求來靈活安排它和數據采集設備以及交換機的距離。由于使用串口服務器設備避免了由于圖（2）中采用的485這種半雙工的通訊方式所帶來的不足，而且后期的運營費較低,由于使用的是串口服務器,整個方案成本比圖（1）低，但比圖（2）高。
圖（3）
無線路由器 采用 ARM9 高性能工業級嵌入式處理器，以實時操作系統為軟件支撐平臺,超大 內存,內嵌自主知識產權的 TCP/IP 協議棧。為用戶提供高速，穩定可靠，數據終端永遠在線，多種 協議轉換的虛擬專用網絡。針對網絡流量控制的用戶，產品支持語音，短信，數據觸發上線以及超 時自動斷線的功能。同時也支持雙數據中心備份，以及多數據中心同步接收數據等功能。公司產品
已廣泛應用于金融，水利，環保，電力，郵政，氣象等行業。
四、才茂路由器功能
1.支持以太網數據通信和路由轉發
2.支持串口TCP/UDP透明數據傳輸或者串口配置（DTU功能）
3.支持RS232/485接口TCP/UDP透明數據傳輸
4.支持VPN安全隧道功能,包括PPTP、MPPE、L2TP、GRE和IPSEC
5.智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設備永遠在線
6.支持IPTABLES防火墻，包過濾功能
7.支持定時上線下線功能，可以設置設備在某段時間內上線和某個時間內下線
8.支持多種上下線觸發模式，包括短信、電話振鈴、串口數據、網絡數據觸發上下線模式
9.支持動態路由和靜態路由、RIPv1、RIPv2、OSPF、BGP、NDSP、IRMP、SNSP、IGMP、DVMRP、PIM-SM/DM
10.支持多種協議：TCP/IP，UDP，ICMP，SMTP，HTTP，POP3，OICQ，TELNET，FTP等。
11.支持動態路由和靜態路由
12.支持DHCP/DHCPD功能
13.支持端口映射NAT功能，如SNAT，DNAT
14.支持動態DDNS：支持花生殼、88IP和dyndns域名服務商
15.支持DMZ主機
16.支持APN/VPDN網絡
17.支持帶寬管理
18.方便的WEB配置，支持遠程WEB管理
19.支持WEB配置保存和恢復，實現參數的備份和批量設備的快速配置
20.支持telnet管理，方便易用的控制臺shell交互環境
21.支持多臺終端共享router ppp廣域網出口
22.支持多種無線撥號方式：自動分配，IP，本地對端IP
23.支持作為PPP服務器，多種認證方式，支持雙向認證
24.方便易用的COM及SYSLOG系統診斷，調試功能
25.支持串口本地軟件升級
26.支持TFTP軟件遠程升級
27.支持RTC實時時鐘
28.支持Zigbee網絡數據與網絡TCP/UDP協議間的數據轉換
29.支持GPS定位功能
30.同時支持LINUX和WINDOWS操作系統
五、才茂路由器的優勢
1.在線維持技術：智能防掉線，在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，異常自動復位，確保設備永遠在線
2.三層系統保護：在原來兩級（軟件保護+CPU內置看門狗WDT保護）系統保護的基礎上，增加一級系統虛擬值守VWM（Virtual Man Watch）檢測保護功能，網絡異常、或者系統收到強干擾異常時，系統會重新復位，相當于維護人員上門拔電，解決了業內系統異常是需要上門拔電的麻煩，保證系統穩定可靠
3.UIM/SIM卡ESD保護：1.8V/3V/5V標準的推桿式用戶卡接口，內置15KV ESD保護。
4.串口ESD保護：串口RS232內置15KV ESD保護。
5.金屬外殼：采用金屬外殼，防輻射，抗干擾；外殼和系統安全隔離，防雷設計；符合電力安規要求；防護等級為IP41；特別適合于環境惡劣的工業控制領域。
6.所有無線模塊都有通過CGD認證或者FCC認證或者CE認證。
7.工業級CPU：工業級ARM9高性能嵌入式處理，400MHz；帶 16KB Dcache，高速緩存數據，加快高速數據訪問速度；帶16KB Icache，高速指令緩存，加強了指令處理速度, 帶內存管理單元MMU,配合操作系統，可以防止內存溢出導致的死機問題。
8.超大內存：FLASH64Mbits，DDR2，1Gbits，有超大的內存來緩存客戶發送數據，同時接收超大數據包，數據不丟失。
9.完善的協議棧：新系統加載了完善的TCP/IP協議棧，采用了完善的TCP/IP協議棧；使網絡通信性能優異，掉線概率極大降低。
10.EMC性能優異：通過歐洲CE認證，通過中檢所測試，通過EMC測試；通過電力3000V電擊測試，特別適合在工業領域環境惡劣下使用；系統EMC/EMI優異，系統穩定可靠。
六、總 結
環境監測現在越來越受到各國人的重視，中國這幾年環境受到了國家的極大重視，采利用現代通信技術和計算機技術以及環境監測技術結合在一起，可以實現環境監測的實時性、準確性和應用性等方面都多方面優勢。
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