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才茂4G RTU在环保采集系统应用解决方案

环境监测部门作为国家环境保护系统的技术部门,是环境管理工作的重要基础。随着市民环境意识的增强,越来越多的人开始关心所处环境质量的好坏,要求环境保护工作透明化;上级主管部门也需要数量大、种类多、更新快的信息。所有这一切,给环境监测部门提出了一个应引起重视的问题:如何建立起实用性强、覆盖面广、灵活性好的环保采集系统,满足各方面对环境监测信息的需求。

  

在环保系统中,常常需要对众多的污染排放点进行实时监测,大部分监测需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散,分布范围广,而且大多设置在环境较恶劣的地区,通过无线通信传送往往事倍功半。通过4G无线网络进行传输,成为环保部门选择的通信手段之一。污染源监测设备可将采集到的污染和告警信息通过4G网络及时发送到环保监测部门,实现对排污单位或个人的及时管理,可以大大提高环保部门的工作效率。


 

一、项目需求 

城市的环境监测站及各县区监测站纳入省级监测网,三级以上环境监测站,监测主要对象是工业"三废"的排放及治理情况及大气环境、水环境、噪声环境等。包括:监测城市的空气环境质量现状,主要水系、主要湖库、近岸港湾及城市饮用水源的水质现状,城市的噪声污染现状,并通过综合指数等方法进行趋势分析,后得出环境质量结论。

  环保采集系统是一个由污染源排放监测点和监测中心组成的污染源监测系统。该系统可对污染源进行自动采样、对主要污染因子进行在线监测;掌握城市污染源排放情况及污染源排放总量,监测自动传输到省环保监测中心;由监测中心的计算机进行汇总、整理和综合分析;监测信息传至省环保局,由省环保局对污染源进行监督管理。

   目前,各污染源排放监测点安装污染源监测仪,对污染源进行监测。监测中心接收监测点传输的监测信息;并负责对监测信息进行分类、筛选和综合分析。环保局作为系统的决策中心,对从监测中心站获得的监测信息进行分析、调研,及时作出管理决策,增加管理力度。

  

目前,省环保监测站与各采集点之间的通信主要采用手工抄录或线传输。采用线传输时,由于每次拨号都需要等待,速度慢,而且费用也较高。同时,由于各点分布范围广、数量多、距离远,个别点还地处偏僻,因此需申请很多线,而且有些点有线线路难以到达。

   4G具有速度快、使用费用低的特点,其传输速度可达500kb/s。与有线通讯方式相比,采用4G无线通信方式则显得非常灵活,它具有组网灵活、扩展容易、运行费用低投,维护简单、性价比高等优点因此,目前正考虑采用4G无线传输方式解决污染源监测的实时传输问题。

 

二、方案优点 

采用4G网络系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信公司的4G业务平台上构建环保信息采集传输系统,实现环保信息采集点的无线传输具有可充分利用现有网络,缩短建设周期,降低建设成本的优点,而且设备安装方便、维护简单。经过比较分析,我们选择中国移动的4G系统作为环保信息采集传输系统的通信平台。

4G无线环保污染源在线系统具备如下特点:

  

三、解决方案介绍 

   由于4G通信是基于IP地址的分组通信网络,监测中心计算机主机配置固定的IP地址,各个采集点采用4G模块和该主机进行通信。

  

1、环保信息采集点:

   现场点通过采集模块自动采集污染源信息,通过RS232接口与4G透明传输终端相连,通过4G透明传输终端内置嵌入式处理器对进行处理、协议封装后发送到GSM网络。

2、中心:

  服务器申请配置固定IP地址,采用省移动通信公司提供的DDN专线,与4G网络相连。由于DDN专线可提供较高的带宽,当环保信息采集点数量增加,中心不用扩容即可满足需求。中心RADIUS服务器接受到4G网络传来的后先进行AAA认证,后传送到中心计算机主机,通过系统软件对进行还原显示,并进行处理。

 

3、4G/GSM移动传输网络:

  现场点采集的经GSM网络空中接口功能模块同时对进行解码处理,转换成在公网传送的格式,通过中国移动的4G无线网络进行传输,终传送到中心IP地址。

 

(二)系统方案  

   各点使用4G透明传输终端,通过移动4G网络与中心相连。各污染源采集点使用移动通信公司统一的卡,同时中心对各点进行登记,保存相关资料以便识别和维护处理。各信息采集点运行系统软件,支持24小时实时在线,实现信息采集点24小时传送采集的环保信息。

凡环保局授权的信息采集点均可以使用本系统:

  

  1、环保信息采集点必须使用移动统一的卡,用户使用本卡只能用于与环保站通信功能。

  2、终端设备使用武汉朗宇智能科技的4G RTU模块,型号:CM550-52F  

3、用户登记:符合环保局的规定。


(四)安全措施  

由于环保采集系统的特殊性,本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环,网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行,即使出现硬件和软件故障,系统也不能中断运行。 中心可通过公网使用VPN接入到移动4G网,采用VPN方式成本比较低,企业不用租用专线,还可以利旧使用原有的VPN设备,移动终端需要安装具有VPN二次虚拟拨号的功能的软件。通过VPN方式,客户端在连接应用服务器前,要经过Radius服务器的认证整个传送过程得到了加密保护,安全性比较高,可充分保障速度和网络服务质量。另外,中心也可以采用APN接入方式,租用专线接入到移动公司的GGSN设备上,这种成本高,安全性高、稳定可靠。对于安全性要求非常高的系统,可考虑在专用APN接入的基础上再加上VPN接入方式的混合接入方式,进一步提高系统的安全性。

 

1、VPN虚拟专网模式:企业内部网络中配置VPN服务器,移动终端加载具有VPN二次虚拟拨号的功能的客户端软件。采用VPN安全技术,用户通过接入企业内部虚拟专网的方式与Internet进行隔离,可对整个传送过程进行加密保护,有效避免非法入侵。

2、用SIM卡的性,对用户SIM卡码进行鉴别授权,在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定,划定用户可接入某系统的范围,只有属于指定行业的SIM卡才能访问专用APN,移动终端与中心采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入,普通的SIM卡号无法呼叫专门的APN。

3、对于特定用户,可通过中心分配特定的用户ID和, 其他没有中心分配的用户ID和的用户将无法登录进入系统,系统的安全性进一步增强。

4、加密:通过VPN对整个传送过程进行加密保护。

5、网络接入安全鉴定机制:采用防火墙软件,设置网络鉴权和安全防范功能,保障系统安全。

 

四、结论 

 采用有线方式,租用静态IP目前费用比较高约50元/月。采用4G无线方式,系统流量费用目前有包月制和按量两种收费方式,按流量计算,而包月制5元/月有5G流量,可满足省环保局目前环保采集系统的实际量,估计日后其费用会逐步降低。对于环保局等用户来说,由于通信费用较低,享受到了实惠。另外,由于接入设备可以移动,当环保观测站和环保信息采集点搬迁时设备可随之迁移并可继续使用,可以保护用户原有投资,适合于环保采集工作的特点。 

采用4G构建环保采集系统,不仅能很好地满足环保信息采集的需求,而且,做为网络运营商的移动通信公司也将因此获得业务稳定的集团用户,随着用户数量的增加,移动通信公司的营收也随之增加,调动了运营商的积极性,符合网络建设和网络应用同步发展的要求。

 

厦门才茂通信科技有限公司是厦门市一家专注高新科技领域的企业,公司定位于2G/3G/4G以及未来更高shuju通信平台行业shuju终端产品的研发、制造、销售和服务。经过十四年磨砺,才茂通信现已是guojia级高新科技企业,通过双软认证,具有ISO9001质量管理体系认证,26项著作版权和专利技术。公司现已形成了完善的无线产品线,其中包括:工控机系列、视频工控一体机系列、高端路由器系列、车载WIFI路由器系列、工业级路由器系列、工业级RTU系列、DTU系列、MODEM系列、GPS系列、ZIGBEE系列产品等 。 其中CaiMore系列产品通过欧洲CE认证、ROHS认证、工信部进网许可证、福建中检所检验认证、摩尔高低温实验检测认证、铁道部CRCC认证、3C认证,并大量应用于电力、环保、气象、煤矿、油田、交通、金融、水利、水务、路灯等领域, CaiMore 系列产品以稳定可靠、服务周全赢得广大国内客户的尊敬,同时也赢得了国外客户的青睐!

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2020-01-19 11:55
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