總體結構設計
        GPRS水質(zhì)在線遠程監(jiān)測系統(tǒng)，由三個層次構成。即現(xiàn)場監(jiān)測層、網(wǎng)絡通訊層、中心管理層。現(xiàn)場監(jiān)測層是在選定的監(jiān)測點用數(shù)據(jù)采集傳輸單元生動采集水質(zhì)和其他參數(shù)；網(wǎng)絡通訊層主要基于移動公司的GPRS網(wǎng)絡平臺和有線網(wǎng)絡，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸；中心管理層由軟件、數(shù)據(jù)庫和服務器的組成的管理平臺。


1．1現(xiàn)場監(jiān)測層
1）傳感器部分
2）數(shù)據(jù)采集傳輸器部分

1．1、 傳感器部分

㈠美國HADROLAB多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀－－-DS5

DS5：
七個內(nèi)置式擴展端口
可以測量多達15種參數(shù)
可以配置Hydrolab所有的15個傳感器
適合于連續(xù)在線和現(xiàn)場調(diào)查應用
選用這種型號適合于水質(zhì)變化調(diào)查和定點監(jiān)測應用，并使用內(nèi)置電池組和內(nèi)存作為長期監(jiān)測工作。
選用的參數(shù)如下
參數(shù) 范圍 精度 分辨率 備注
溶解氧 0 - 50mg/L ±0.2 mg/L < 20mg/L
±0.6 mg/L > 20mg/L 0.01mg/L
電導率 0 - 100 mS/cm ±0.5%
±0.001mS/cm 4 位數(shù) 可選
pH 0 - 14units ±0.2 units 0.01 units
自清洗濁度 0 - 3000 NTU ±1% 100NTU
±3% 100-400NTU
±5% 400-3000NTU 0.1 NTU
0—400NTU
1NTU
＞400NTU
葉綠素A 自動動態(tài)范圍
低靈敏度:0.03 -500μg/l
中靈敏度:0.03 -50μg/l
高靈敏度:0.03 -5μg/l ±3% 0.01μg/l
藍綠藻 自動動態(tài)范圍
低靈敏度:100-2,000,000cell/mL
中靈敏度:100 -200,000cell/mL
高靈敏度:100 -20,000cell/mL ±3% 20cell/mL 外接
深度 0—10米 ±0.003m 0.001m
氨氮 0－100mg/L ±5% 或 ±2 mg/L 0.01 mg/L
溫度 -5°- 50°C ±0.10℃ 0.01℃

規(guī)格：
主機：
尺寸：DataSonde5：直徑8.9厘米，長度58.4厘米
重量：DataSonde5：3.35公斤
電池：DataSonde5：8個 “C”電池
計算機接口：RS-232，SDI-12，RS485
內(nèi)存：120,000個 測量結果
操作溫度：-5℃ 到 50℃
最大深度：225米


Surveyor顯示記錄儀：
無需筆記本電腦就可顯示或存儲數(shù)據(jù)
堅固的防水外殼可以承受一定強度的摔打
帶背景燈的超大屏幕可以在任何環(huán)境下觀看數(shù)據(jù)

㈡氣象傳感器
①風速風向傳感器

技術參數(shù)：
風速：范圍：0-57 m/s　　　分辨率：>0.1 mph　　精度：± 1 mph
啟動下限：0.8 mph　　時間量：2秒
風向：范圍：0-360°　　　分辨率：> 1%　　精度：± 3%　
啟動下限：200-WS-02E: 1.2 mph　　200-WS-05E: 0.5 mph

②雨量傳感器
分辨率：0.01"/tip
精度：± 4% up to 3"/小時
最大值：無上限




③大氣壓傳感器
范圍：28.25 - 30.75 英寸汞柱
測量跨度：2.50英寸汞柱 (85 hPa)
分辨率：± 0.01英寸汞柱 或 ± 0.3 hPa
海拔偏移：0 到 +10,000英尺，可調(diào)節(jié)
絕對精度：0.05英寸汞柱

④太陽輻射傳感器
光譜范圍：0.4 到 1.1 微米
靈敏度：約80mV / 1000Wm2
精度：± 5%

⑤溫、濕度傳感器
溫度：范圍-40度—60度
精度：±0.5度
濕度：范圍：0-100% RH
精度：± 3% (10-90%)

1．2、數(shù)據(jù)采集傳輸部分
①數(shù)據(jù)采集模塊
多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀，風速風向等氣象傳感器，流速流向傳感器都通過數(shù)據(jù)線接到數(shù)據(jù)采集模塊上。
電源：10.2-16V直流；
功耗：≤80uA (自報工作體制值守時)，
≤100mA（工作狀態(tài)，不含通信設備）；
工作環(huán)境：溫度-40℃～+55℃，
濕度100%無凝結；
時鐘精度：1.53分鐘/月(無溫補情況下)，并可完成與中心時鐘同步（或GPS時鐘）；
固態(tài)存儲內(nèi)存：4M，歷史和當前數(shù)據(jù)現(xiàn)場讀取或遠程讀取。

②無線通訊模塊
數(shù)據(jù)采集模塊通過通訊線纜和無線模塊連接
數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)采用的無線數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)來完成。該設備主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡接入。該設備基于現(xiàn)在普遍支持的GPRS/GSM無線網(wǎng)絡系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸，最高速率可達192KB，在現(xiàn)有網(wǎng)絡條件下平均速率可到33.5KB，傳輸穩(wěn)定可靠。

③供電模式
采用蓄電池+太陽能方法
太陽能容量 20W
蓄電池容量 65AH
設計原則：連續(xù)陰天20天，可以保證正常供電

2、中心處理軟件
（1）實現(xiàn)功能：
① 實時顯示各監(jiān)測站各項監(jiān)測指標的當前值，并根據(jù)地表水水質(zhì)標準分析測站實時顯示各監(jiān)測站監(jiān)測設備的當前狀態(tài)
② 實時顯示各監(jiān)測站監(jiān)測設備的當前狀態(tài)
③ 實現(xiàn)水質(zhì)自動監(jiān)測指標超標報警和監(jiān)測設備故障報警
④ 實現(xiàn)水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、編輯等功能
⑤ 完成水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析功能，包括統(tǒng)計報表、趨勢曲線等
⑥ 完成對各自動監(jiān)測站站點類型、設備類型、通訊方式、路由信息、監(jiān)測指標、數(shù)據(jù)率定點等基本信息的編輯功能；
⑦ 由操作系統(tǒng)提供安全管理。在人機界面上設置口令，僅允許有權限的操作人員進行操作，記錄操作人員的登錄情況
⑧ 系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)能自動寫入水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，可以將實時遙測數(shù)據(jù)通過計算機廣域網(wǎng)讓相關部門進行WEB瀏覽，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享
⑨ 系統(tǒng)具有可擴展性，可以方便地增減測站數(shù)量和傳感器的數(shù)量。修改工作將通過密碼控制由有關管理人員進行操作，實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理功能
⑩ 可將遙測數(shù)據(jù)寫成LOG文件、實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫
（2）中心軟件部分組成
水環(huán)境水質(zhì)自動監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心軟件主要完成遠程數(shù)據(jù)的接收、顯示、存儲和統(tǒng)計分析等功能，它由三部分組成，即：
系統(tǒng)通訊部分（無線模塊和數(shù)據(jù)采集部分）；
后臺數(shù)據(jù)庫部分；
系統(tǒng)實時顯示和統(tǒng)計分析部分。
（3）、后臺數(shù)據(jù)庫設計
本水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)庫采用的是大型關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQL SERVER 2000，由它作為系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫的軟件平臺。
（4）系統(tǒng)實時顯示和統(tǒng)計分析部分。
實時顯示和統(tǒng)計分析部分是監(jiān)控系統(tǒng)中心軟件的人機界面，采用流行的B/S結構，使得系統(tǒng)的運行管理十分簡便，中心站的Web服務器從遙測數(shù)據(jù)庫中讀取實時數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)，以圖型或表格的方式展現(xiàn)。工作人員使用Web瀏覽器查詢遙測系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
（5）數(shù)據(jù)流程
水質(zhì)監(jiān)測站采用自報或自報—確認體制工作模式采集相關數(shù)據(jù)，水質(zhì)監(jiān)測站的監(jiān)測參數(shù)具有獨立的工作體制，傳感器或分析儀測量被測參數(shù)，以4~20mA或0~5V信號輸入到數(shù)據(jù)采集器的模擬量輸入接口，根據(jù)事先配置的傳感器類型，數(shù)據(jù)采集器對輸入信號進行A/D轉換得到傳感器輸出值，然后將測量結果（數(shù)據(jù)）通過無線模塊終端以GPRS發(fā)給網(wǎng)管中心（中國移動），網(wǎng)管中心通過GPRS通訊方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到中心，中心站數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件通過通訊服務器軟件對近來的數(shù)據(jù)進行解析，然后進入數(shù)據(jù)庫軟件中對數(shù)據(jù)進行存儲、處理，由數(shù)據(jù)存儲服務器程序?qū)?shù)據(jù)按水質(zhì)數(shù)據(jù)格式和指定格式要求寫入數(shù)據(jù)庫的相應庫表。工作人員可通過系統(tǒng)監(jiān)控軟件從數(shù)據(jù)庫中調(diào)入數(shù)據(jù)處理，分析，打印報表，曲線圖等。其他電腦可通過WAB瀏覽器瀏覽數(shù)據(jù)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程見圖

數(shù)據(jù)流程圖
（6）客戶端網(wǎng)絡要求
準備一臺專用計算機，放在機房，作為固定IP服務器，將數(shù)據(jù)庫軟件和系統(tǒng)監(jiān)控軟件裝在里面，存貯水質(zhì)數(shù)據(jù)，保證其24小時在線。
（7）數(shù)據(jù)安全性及系統(tǒng)可靠性
數(shù)據(jù)安全性
由于水質(zhì)數(shù)據(jù)是水質(zhì)評估的基礎和關鍵，它的實時數(shù)據(jù)對系統(tǒng)運行和管理來說是非常寶貴的，因此該系統(tǒng)建立后確保數(shù)據(jù)的完整性非常重要。在我技術方案中主要采取了以下一些措施：
（1）數(shù)據(jù)備份
所有數(shù)據(jù)在水質(zhì)監(jiān)測站的數(shù)據(jù)采集終端中存儲有實時數(shù)據(jù)和歷史記錄，可用于對通信故障期間數(shù)據(jù)的回復。
所有實時數(shù)據(jù)在中心服務器中存有數(shù)據(jù)備份，所有寫入水質(zhì)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)均有備份。
（2）數(shù)據(jù)發(fā)送確認機制
系統(tǒng)允許對重要數(shù)據(jù)或重要站點設定為自報確認工作模式，當水質(zhì)監(jiān)測站數(shù)據(jù)報給中心后會等待中心收到數(shù)據(jù)的確認，否則回進行數(shù)據(jù)的重發(fā)或更換通信介質(zhì)，以保證中心接收到監(jiān)測數(shù)據(jù)。
（3）操作身份識別
系統(tǒng)中心工<