污水处理远程在线监测系统应用方案
 一、项目背景
    在城市污水治理中，城市污水处理设施建设已提到了城市基础设施建设的突出位置，使城市污水处理设施建设进入了一个新的发展阶段。但目前各地对污染源和排污河渠的水质监测仍停留在手工监测阶段，难以反映企业及城市污水排放连续变化的情况。在水资源污染方面不断加强治理，但因为环境保护意识的淡薄及利益的驱使等诸多因素，随意偷排污水和非达标排污，造成环境严重污染的情况时有发生，因此在监测监管方面提供一个有效、实用、*的监控系统和解决方法，建立污水处理在线监测系统显得极为迫切，提高水质监测能力，势在必行。
    二、系统方案优势
    在污水治理监测项目中，所涉及的污水处理监测系统，很多必需无人值守设备或监测点，受到地形、气候、监测范围等因素影响，不适合用有线通信和无线数传电台等数据传输方式， 而且它们还具有移动性差、成本高、扩展性差、设备维护不方便等缺点，而移动GPRS网络覆盖面广，具有高速的数据传输和永远在线的特点，配合灵活的资费方式，使GPRS通讯在污水处理监控系统中的应用具有*的性价比优势。
    三、系统解决方案
    （一）系统构成
   
    本系统是由污水排放监测点、监测中心站和管理中心组成的污水监测系统。该系统可实现对企业废水和城市污水的自动采样、流量的在线监测和主要污染因子的在线监测；实时掌握企业及城市污水排放情况及污染物排放总量，实现监测数据自动传输；由监测点对水质参数自动采集、处理、保存和远程通讯传输，测中心站的计算机控制中心进行数据汇总、整理和综合分析；监测信息传至环保局，由环保局对企业进行监督管理。系统图如下：
   
    1、污水排放监测点
    污水处理监测点利用各种传感器或仪表，采集与污水处理有关的物理、化学参数。如污水处理设备运行状况，工业用水排放污水流量，污水PH值，污水的相对浊度等。各种数据从监测仪的通信口传送到LQ1200 GPRS DTU，由LQ1200 GPRS DTU把数据打成TCP/IP 包，发送到LQ1200 GPRS DTU中设定的具有固定IP地址或者域名的监控中心站数据中心服务器端口上。
    2、监测中心站
    监控中心站计算机系统主要由数据通信子系统、数据处理子系统和报表系统组成，主要完成的功能有数据通信，数据处理，报表统计分析等。
    数据处理子系统、报表系统作为主要的人机交互界面，收监测点传输来的信息和其他污染源的监测信息；负责对监测信息分类、筛选和综合分析；完成对数据的统计、运算、处理，能自动生成各种报表；具有存储、显示、记录、打印、统计等功能，而且还可以向监测点发送有关查询命令和控制信息。
    各监测点的LQ1200 GPRS DTU上电后自动拨到GPRS网络，和预先设定的IP地址或者域名建立TCP链路，这样监控中心和各个监测点间就实现了双向传输数据。
   
    3、产品特性
    （1）LQ1200 GPRS DTU
    技术参数
    所选模块 华为 GTM900
    外型尺寸 80x55x21mm
    重量 200g
    工作环境
    模块工作温度 -25°C～60°C
    元器件工作温度 －40°C～85°C
    湿度范围 0－95%，非冷凝
    储存温度 －40°C～85°C
    电源
    电压范围 DC5V～26V
    标准电源 DC5V/1000mA
    功耗 通信时平均电流100mA@+5VDC
    空闲时35mA@+5VDC
    接口
    天线接口 50Ω/SMA阴头
    接收灵敏度 -104dbm
    SIM卡 3V
    用户数据接口 RS-232/TTL(DB9)
    波特率 300~115200bits/s
   
    （2）LQ2883 GRPS RTU
   
    基本功能及特点：
   
    ◎ 配备多种接口资源，包括模拟信号采集、开关量输入、输出，脉冲信号输入等；
    ◎ 支持一路RS232/RS485方式的用户数据接口，可接入PLC等各种设备；
    ◎ 采集传输控制一体化，提高了系统可靠性，降低了成本；
    ◎ 采用工业级超低功耗高性能的嵌入式处理器；
    ◎ 用户可以编程的量程转换和报警上下限设定；
    ◎ 内设工业时钟，计时；
    ◎ 自动定时上报和事件触发上报功能；
    ◎ 内置大容量FLASH存储器，数据自动记录，支持历史数据检索；
    ◎ 板载GSM/GPRS传输模块，方便用户选择GSM、GPRS组网方式；
    ◎ 提供用户设置软件，开放式接口，方便与组太软件及其它软件连接；
    ◎ 工业级设计，稳定可靠，坚固耐用；
    技术参数：
    A/D转换
    采集速率 8次/秒
    模拟量输 4~20mA 0~5V
    分辨率 10bit
    输入通道 4
    测量精度 0.5%
    输入隔离 300VDC
    量程转换 自动转换或上下限判断
    开关量输入部分
    开关量输入 4
    光电隔离 有
    脉冲计数 有
    开关量输出部分
    继电器输出 2
    触点电流 >7A/220VAC
    断电记忆 有
    存储记忆部分
    存储方式 2M BYTES flash，循环覆盖
    时钟部分
    工业时钟 有
    用户通讯接口部分
    RS232/RS485 RS232/RS485
    通信速率 300～115200BPS
    无线数据通信部分
    GSM短消息 有
    GPRS 有
    SIM卡座 抽屉式
    通信协议 Modbus-RTU
    参数设置 本地及短信息远程配置
    工作环境
    工作温度 -20°C～+60°C
    限定温度 -25°C～+70°C
    湿度范围 0－95%，非冷凝
    供电电源
    输入电压 5～26VDC
    4、安全特性
    以上方式是通过Internet(CMNET)实现的，这样用户的实现成本比较低。如需要高可靠性数据传输。中国移动为这种应用提供了直接接入GPRS网络的方式。数据中心服务器通过专线方式接入GPRS移动基站，并获得一个固定的IP地址。监测点数据无需路由到Internet网络，监测点DTU也采用固定IP地址的SIM卡。采用这种方式组成点对多点网络具有实时性好、安全性高的特点，但接入费用相对较高。
    同时监测中心和管理中心也进行联网，监测信息传至管理中心，由管理中心对企业进行监督管理。
    四、结论
    该系统和传统监测方式相比，实现了水排放量及理化参数量数据的自动提取和随机抽取、污水处理设备运转情况的自动提取监控和非正常情况下的报警、污水排放主要理化指标超标自动报警、排污费的自动计费、数据统计报表自动生成。同时该系统运行费用低，系统容易扩展，留有数据接口，通过配置或改变不同的传感器，系统也适用于大气和噪音监测，与有线MODEM、无线数传电台数据传输相比，该系统在技术上更具*性。
    从经济效益和社会效益来说，过去对企业的恶意偷排和闲置排污设备运行等不法行为难以察觉、难以监管、近乎束手无策，这是个性的难题。本系统对污水偷排、污水主要理化指标超标排放、污水处理设备闲置，均能及时发现并自动报警。系统造价不高，不需要太多的投资，企业*承受，便于大规模推广。