基于GPRS的無線數據采集在環境自動監測中的應用

鄧世江

（廣元市環保局環境監測中心站 四川廣元 628000）

環境自動監測系統是環境保護監測站對重點污染源、主要河流斷面水以及空氣質量及噪聲等進行自動監控及其環境質量的數據管理，該系統通過建立數據采集、監控、傳輸、查詢、統計、報表打印以及發布等軟件系統，進一步提高環境質量，為自動監測業務提供更方便的服務。本文將GPRS技術應用下，實現了對無線數據采集應用，改善并提高了環境自動監測效果。

1 無線數據采集下的數據傳輸

目前環境自動監測系統主要通過光纖通信、電話線網以及短信息SMS來傳遞信息。其中光纖通信應用過程中，其特點是：頻帶寬、傳輸效率高以及抗干擾性強等優勢，在通信網的上層使用比較廣泛，但是在安裝中，成本比較高，因此不提倡在管理系統中使用；電話線網中，基于電話網絡系統，加裝調制解調器來提升數據發出以及接受效果，為數據傳輸提供便捷性和高效性。技術的投資少、可靠性強，但是傳輸需要的時間比較長；短消息SMS模式的應用，基于SMS模式下，通過撥號接入GSM網，將數據上傳，下達命令，進行傳輸。為了提高無線信道傳輸效果，這就提出了采用GPRS無線數據，它不僅提高了傳輸速度而且改善了信號效果。該技術可以通過手機注冊網絡，支持短消息和WAP業務，數據傳輸效率比較高。

采用GPRS無線數據采集，其工作原理表現在：通過路由管理來進行尋址和建立數據連接，具體將移動終端發送數據建立路由，以及處理好漫游時數據路由建立，來提高傳輸效率，保證數據傳輸的安全。

2 基于GPRS無線數據采集的環境自動監測系統的應用研究

2.1 系統構建

目前，環境監測系統是子站數據采集系統和中心站數據監控分析系統的統稱。系統在構建過程中其組網方式的選擇要基于公網靜態IP方案具體實施，GPRS無線數據采集服務器端使用靜態IP系統，首先進入靜態IP寫入模塊，這樣保證通電之后可以寫入數據采集服務器端的IP與采集中心端服務器之中，并且將二者之間建立一種連接關系，獲得臨時IP地址告知數據采集服務器，完成通信及其數據傳輸。

2.2 環境監測系統子站管理和數據采集

子站管理系統通過GPRSModem來完成的數據傳輸；控制模塊完成對環境檢測系統的質量進行數據控制；數據采集儀器，是檢測污染源的數據。而模擬量和數據量轉換模塊，數據采集儀器是完成數據量與模擬量之間的轉換，并應用光學和物力采集環境檢測的數據，最終轉換成數據數字。通過子站管理和數據采集系統具體對環境監測加以控制，實現對污染廢水的自動監測進行子站的管理、數據的采集以及數據傳輸工作。整個過程具有實時性，以便實現對環境監測的動態監視。當子站的傳輸方式是被動的，該系統在運行過程中，當登陸了GPRS模塊后，能夠根據系統提示，實時監聽數據監控發來的消息并采集相關的監測數據，之后將采集到的數據由監控中心向各個子站系統發出。當GPRS的無線數據收到指令后，從監控系統的各個子站控制器中提取數據，之后將采集到的數據發送到數據監控中心。

2.3 中心監控站數據采集及處理

中心監控站不僅是整個系統的核心部分，而且為環境檢測系統提供數據，并將數據中轉。中心監控站系統包含中心站數據采集服務和中心站數據管理軟件兩部分。中心監控站在實施數據采集過程中，通過監測數據，對環境空氣質量、水質、廢氣、廢水進行監測并采集數據，基于GPRS的無線數據采集系統中，將采集到的數據進行上報，實現對環境監測的管理，之后進行檢查和統計工作。環境自動監測系統的數據采集及監測流程：當環境監測系統接收到用戶端發送指令后，將采集到的數據傳輸至服務器上，數據在XML格式進行傳輸和交互。對服務器上收集到的XML文件進行解析，并傳輸至中心站，再將解析的數據重新解析，基于GPRS無線數據傳輸系統的應用下，將采集到的數據進行傳輸，分散到各個子系統中，完成最終的解析，最后從解析信息中進一步提取有用的監測數據，將其轉化之后，以消息指令的形式再次發送到中心站的采集服務器中，得到最終環境自動監測數據。通過子站管理系統采集到的數據，根據環境自動監測系統的標準來具體監測環境質量。數據采集過程中實現了環境質量統計以及分析，最終編制出監測報告進行上報，在科學的監測環境中，為進一步加強環境質量提高更有利的數據分析。

3 結語

通過研究GPRS無線數據采集過程，基于網絡平臺下完成環境自動監測。將各個數據傳輸系統的連接實現了數據高效傳輸，提高信息質量，進而實現了對環境質量的保障。利用中心站和子站數據采集系統，實現了空間信息和環境空氣自動監測，為進一步解決環境水質自動監測、污染源廢氣和廢水的監測提供了科學的數據分析。然而在GPRS無線數據采集過程中為了提高數據傳輸效率，還需要進一步提高GPRS在個人用戶市場上的競爭力，擴大在大量行業中的數據傳輸。充分利用有限的帶寬資源，以最小的數據量，達到更高的效率。無線通信系統的應用提升了環境監測的質量，保證無線數據采集質量，這樣大大節省了生產成本提高了人力資源，促使無線通信技術更科學的發展。

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