专利名称：：污染源数据采集传输仪、监控系统及监控方法
技术领域：
：本发明涉及一种污染源自动监控仪，及由该监控仪构成的监控系统，同时涉及该系统的监控方法。
背景技术：
：关于污染源的监控系统及其方法，在现有技术中已有不少的个人、公司提出专利申请，如下列对比文件对比文件l，专利申请号为03124770的中国专利文献中公开了一种污染源在线监测网络系统，它自上而下由监理层、企业层、监测站三个层次组成，各层次通过公众交换电信网络或全球移动通信系统/通用分组无线业务方式相互连接，监理层对企业层和监测站直接进行数据通信及控制，企业层对监测站进行数据通信与控制；监测站内的在线监测仪器之间通过RS485总线连接，并提供RS232及420mA信号输出。本发明各层次之间通过已有网络进行数据通讯与控制，建网成本、费用低，采用无线电通讯方式可不受电话线控制；各在线监测仪器间通过RS485信号进行通讯，并提供RS232及420mA信号输出，方便组网及将来扩展的需要，且仪器内控制相对独立、稳定，不易受外的干扰；其控制程序使人工介入方式灵活、方便，可根据需要执行多种功能。对比文件2，专利申请号为200610035181的中国专利文献中公开了一种主要应用于分散的、远距离的环境污染源数据采集和集中管理的监控系统，特别适宜于离工频供电距离远而采用电池供电的区域。一种无线远程污染源监控系统，其特征在于，其包括至少一个无线远程数据采集传输终端、无线通讯公网、互联网和至少一个监控中心。本发明无线远程污染源监控系统中的无线远程数据采集传输终端能彻底免除外部干扰，保证现场数据输入的准确性，另外抗静电防雷击也是本终端设计的一大优点，瞬间高电压大电流的自吸收设计使得该终端的可靠性很高。对比文件3，专利申请号为200710032559的中国专利文献中公开了一种污染源监测系统监测子站通信网络。该网络中各监控单元分别由RS-485收发器、监控器和总线监听检测电路组成，RS-485收发器负责与RS-485总线连接，监控器由MCU芯片为核心组成，第一和第二输入与非门接线组成的基本RS触发器构成总线监听检测电路，由第三与非门组成的反相器和RS-485收发器实现TTL电平和RS-485电平之间的相互转换；在本发明的通信网络中，无论是监测子站数据服务器，还是每个监控单元都可以作为主机主动向监测子站通信网络发送数据。该通信网络信号清晰，对数据碰撞不敏感，通信效率比较高。上述现有技术相对现在的通信水平来说，已经比较落后了，有待进一步采用更先进的通信技术对其进行改进，所以，本发明的发明人经过不断的试验研究，终于研发出本发明。
发明内容本发明的目的在于提供一种污染源的自动监控仪，即其系统及该系统的控制方法。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下—种污染源数据采集传输仪，该数据采集传输仪采用模块化结构，采用32位数据总线PowerPC工业处理器，嵌入式LINUX操作系统，具有多达16M的快速DRAM，16M的Flash存储器，提供1个以太网接口，4个S232/485串口，支持环保标准HJT212-2005协议，支持ADSL、PSTN、GPRS、CDMA无线通讯方式，数据采集传输仪集成多达26个数据采集I/O通道，还可以通过分布式总线扩展至1024个。所述的污染源数据采集传输仪，所述的污染源数据采集传输仪的通讯协议采用HJ/T212-2005协议，数据采集传输仪支持SIXNET通信协议、Modbus通信协议；全部协议支持串口和以太网端口，支持16000个站地址，支持站与站间的对等通信，支持主动上传、例外报告；全部通信协议包含确认和差错校验信息，以确保通信的可靠性，适用于通过电话线、无线通讯等链路通信模式。—种采用上述的污染源数据采集传输仪构成的污染源自动监控系统，该监控系统采用的数据采集传输仪型号为AriRTU的数据采集传输仪；该监控系统由污染源现场监控站点系统、数据传输系统、污染源监控中心/污染源在线远程监管系统组成；该监控系统的网络层次从底层逐级向上可分为现场层、网络传输层和中心监控层三个网络层次。所述的自动监控系统，该现场层包括数据采集传输仪和各种监测、采样设备，完成数据采集、存储、发送及命令接收方面的功能。所述的自动监控系统，该网络传输层用于实现数据传输的通信网络，包括有线和无线接入中心监控层，形成监控中心监控平台。所述的自动监控系统，该监控系统的三个网络层次通过网络传输层和现场层相互通讯，交换数据、指令下达，以实现对现场层的集中远程监控，其采用标准的C/S系统架构，或者，采用流行的B/S系统架构。—种用于上述的监控系统的控制方法，现场层将采集到的数据通过ADSL专线，或者，CDMA/GPRS采用网络传输层的公共通信网络，传输到中心监控层，中心监控层通过HJT212-2005通讯协议实现数据相互通讯，交换数据、指令下达，以实现对现场层的集中远程监控。所述的控制方法，该中心监控层采用标准的C/S系统架构，或者，采用流行的B/S系统架构。所述的控制方法，数据采集传输仪通讯协议HJ/T212-2005的通讯端口可以使用以太网接口和RS232/485串口两种方式，其中常用的以太网通讯支持TCP和UDP协议，可以配置成Client/Server模式。使用本发明的有益效果在于本发明使用的设备先进，能精确的实现各种数据采集、交换功能，使用的方法和采用的通讯协议先进，能实现实时监控。图1为本发明自动监控系统的整体结构示意图；图2为本发明的数据采集传输仪通讯协议示意图一；图3为本发明的数据采集传输仪通讯协议示意图二；图4为本发明的数据采集传输仪通讯协议示意图三；图5为本发明的数据采集传输仪通讯协议示意图四；图6为本发明的数据采集传输仪通讯协议示意图五；图7为本发明的数据采集传输仪外形结构示意具体实施例方式下面通过具体实施例加以附图对本发明进行详细描述。如图1所示，污染源自动监控系统由污染源现场监控站点系统、数据传输系统、污染源监控中心(污染源在线远程监管系统)等组成。整个系统网络层次从底层逐级向上可分为现场层、网络传输层和中心监控层三个层次。现场层包括数据采集传输仪和各种监测、采样设备。完成数据采集、存储、发送及命令接收等方面的功能。网络传输层指用于实现数据传输的通信网络，包括有线和无线接入中心监控层即监控中心监控平台。它通过网络传输层和现场层相互通讯，交换数据、指令下达，以实现对现场层的集中远程监控，其既可以采用标准的C/S系统架构也可以采用流行的B/S系统架构。其中，数据采集传输仪采用型号为AriRTU的数据采集传输仪，该数据采集传输仪适合环境保护行业标准HJ/T212-2005《污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准》中应用要求。采集各种类型监控仪器仪表的数据、完成数据存储及与上位机数据通讯传输功能，严格执行污染源在线自动监控(监测)系统的数据传输规范，包括标准规定的数据采集、存储和传输过程及系统参数命令、交互命令、数据命令和控制命令代码定义，适用于污染源在线自动监控(监测)系统自动监控设备和监控中心之间的数据交换传输。AriRTU体积轻巧，模块化结构，采用32位数据总线PowerPC工业处理器，嵌入式LINUX操作系统，具有多达16M的快速DRAM，16M的Flash存储器，提供1个以太网接口，4个RS232/485串口，功能丰富的工具软件可以完成系统配置、编程组态和HJ/T212-2005协议设置。该数据采集传输仪具有以下特点支持环保标准HJT212-2005;污染源在线自动监控监测系统数据传输标准；多用户通信能力，支持以太网和串口有线通讯方式，支持ADSL、PSTN、GPRS、CDMA无线通讯方式；灵活的现场设备接口，直接采集模拟量、数字量信号；标准RS232/485通讯，支持Modbus及非标协议，连续自动采集数据和累积计算，自动折算有效数据的最大、最小和平均值，自动检测判断报警信号；本地程序控制和逻辑判断功能，支持标准IEC61131-3标准编程，可实现污染物排放自动监测与控制，可实现治污设施运行监测与控制；数据及事件记录储存功能，定时数据记录，时间间隔可设置，事件数据记录和报警数据记录；功能强大的工具软件，支持远程诊断、下载配置和编程，嵌入式Webserver,自动生成Web监控页面；数据传输功能，应答上传响应监控中心发出的数据请求，定时上传根据设定的间隔时间上传现场数据，主动上报异常情况主动上传数据；高级网络安全和防火墙功能，通讯命令校验密码机制，授权IP可以访问数据采集传输仪，限制非法用户访问Web监控页面。数据采集传输仪采用的通讯协议为HJ/T212-2005，数据采集传输仪支持SIXNET通信协议、Modbus通信协议等许多通用协议和污染源在线自动检测(监测)系统专用通讯协议HJ/T212-2005数据传输标准。全部协议支持串口和以太网端口，支持16000个站地址，支持站与站间的对等通信，支持主动上传、例外报告等特性。全部通信协议包含确认和差错5校验信息，以确保通信的可靠性，适用于通过电话线、无线通讯等链路通信模式。数据采集传输仪通讯协议HJ/T212-2005的配置向导完全集成在配置工具软件中，通过共享I/0M邻库，可以选择对应的数据采集传输仪(RTU)进行配置，包括站号、站名、数据采集传输仪型号、配置的IP地址和产品唯一序列号等基本信息。数据采集传输仪通讯协议HJ/T212-2005的通讯端口可以使用以太网接口和RS232/485串口两种方式，其中常用的以太网通讯支持TCP和UDP协议，可以配置成Client/Server模式。数据采集传输仪通讯协议HJ/T212-2005中要求的公共通讯数据配置界面。公共数据包括系统时间，系统上电时间，系统掉电时间，系统即时采样设定时间等。数据采集传输仪通讯协议HJ/T212-2005的配置过程中可以选择添加所要检测的污染源系统编号，在配置工具中已经预设相应的系统编码数据库，此数据库可以修改、添加。数据采集传输仪通讯协议HJ/T212-2005的配置完全符合标准规定的变量字段定义和数据类型，每种污染物的数据项包括实时数据，最大值，最小值，平均值和累积值，以及报警限值等。如图2，数据采集传输仪通讯协议HJ/T212-2005的配置向导完全集成在配置工具软件中，通过共享1/0M即库，可以选择对应的数据采集传输仪(RTU)进行配置，包括站号、站名、数据采集传输仪型号、配置的IP地址和产品唯一序列号等基本信息。如图3，数据采集传输仪通讯协议HJ/T212-2005的通讯端口可以使用以太网接口和RS232/485串口两种方式，其中常用的以太网通讯支持TCP和UDP协议，可以配置成Client/Server模式。如图4，数据采集传输仪通讯协议HJ/T212-2005中要求的公共通讯数据配置界面。公共数据包括系统时间，系统上电时间，系统掉电时间，系统即时采样设定时间等。如图5，数据采集传输仪通讯协议HJ/T212-2005的配置过程中可以选择添加所要检测的污染源系统编号，在配置工具中已经预设相应的系统编码数据库，此数据库可以修改、添加。如图6，数据采集传输仪通讯协议HJ/T212-2005的配置完全符合标准规定的变量字段定义和数据类型，每种污染物的数据项包括实时数据，最大值，最小值，平均值和累积值，以及报警限值等。如图7所示，该数据采集传输仪采用模块化结构，采用32位数据总线PowerPC工业处理器，嵌入式LINUX操作系统，具有多达16M的快速DRAM，16M的Flash存储器，提供1个以太网接口，4个S232/485串口，支持环保标准HJT212-2005协议，支持ADSL、PSTN、GPRS、CDMA无线通讯方式，数据采集传输仪集成多达26个数据采集I/O通道，还可以通过分布式总线扩展至1024个。模块化、工业化的成熟产品；宽运行温度范围-40°C-70°C;平均无故障时间高达40万小时；固定源污染源在线自动检测；移动源污染源无线自动检测；重大危险源监控；水文水情自动监测；气象自动监测等。具体的数据采集传输仪的技术参数如下表1:表16<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>一般规格工业PowerPC(真正32位数据总线)环保专用通讯协议HJ/T212-2005环境指标DIN导轨或平板安装输入电压10-30VDC输入电流100mA@24VDC工作温度-40to70。C存储温度-40to85。C湿度(不结露)5to95%阻燃性UL94V-0materials电气安全性UL508,CSAC222/14;EN61010-1(IEC1010)，CEEMI电磁干扰抑制FCCpart15，ICES-003，ClassA;EN55022'CEEMC电磁兼容性EN50082-1(IEC801-2，3，4)CE浪涌保护IEEE-472(ANSIC37.90)抗振动能力IEC68-2-6以上对本发明的一个实施例进行详细说明但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。8权利要求一种污染源数据采集传输仪，其特征在于该数据采集传输仪采用模块化结构，采用32位数据总线PowerPC工业处理器，嵌入式LINUX操作系统，具有多达16M的快速DRAM，16M的Flash存储器，提供1个以太网接口，4个S232/485串口，支持环保标准HJT212-2005协议，支持ADSL、PSTN、GPRS、CDMA无线通讯方式，数据采集传输仪集成多达26个数据采集I/O通道，还可以通过分布式总线扩展至1024个。2.根据权利要求1所述的污染源数据采集传输仪，其特征在于所述的污染源数据采集传输仪的通讯协议采用HJ/T212-2005协议，数据采集传输仪支持SIXNET通信协议、Modbus通信协议；全部协议支持串口和以太网端口，支持16000个站地址，支持站与站间的对等通信，支持主动上传、例外报告；全部通信协议包含确认和差错校验信息，以确保通信的可靠性，适用于通过电话线、无线通讯等链路通信模式。3.—种采用权利要求1所述的污染源数据采集传输仪构成的污染源自动监控系统，其特征在于该监控系统采用的数据采集传输仪型号为AriRTU的数据采集传输仪；该监控系统由污染源现场监控站点系统、数据传输系统、污染源监控中心/污染源在线远程监管系统组成；该监控系统的网络层次从底层逐级向上可分为现场层、网络传输层和中心监控层三个网络层次。4.根据权利要求3所述的自动监控系统，其特征在于该现场层包括数据采集传输仪和各种监测、采样设备，完成数据采集、存储、发送及命令接收方面的功能。5.根据权利要求3所述的自动监控系统，其特征在于该网络传输层用于实现数据传输的通信网络，包括有线和无线接入中心监控层，形成监控中心监控平台。6.根据权利要求3所述的自动监控系统，其特征在于该监控系统的三个网络层次通过网络传输层和现场层相互通讯，交换数据、指令下达，以实现对现场层的集中远程监控，其采用标准的C/S系统架构，或者，采用流行的B/S系统架构。7.—种用于权利要求3所述的监控系统的控制方法，其特征在于现场层将采集到的数据通过ADSL专线，或者，CDMA/GPRS采用网络传输层的公共通信网络，传输到中心监控层，中心监控层通过HJT212-2005通讯协议实现数据相互通讯，交换数据、指令下达，以实现对现场层的集中远程监控。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于该中心监控层采用标准的C/S系统架构，或者，采用流行的B/S系统架构。9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于数据采集传输仪通讯协议HJ/T212-2005的通讯端口可以使用以太网接口和RS232/485串口两种方式，其中常用的以太网通讯支持TCP和UDP协议，可以配置成Client/Server模式。全文摘要一种污染源数据采集传输仪、监控系统及监控方法，该数据采集传输仪采用模块化结构，采用32位数据总线PowerPC工业处理器，嵌入式LINUX操作系统，具有多达16M的快速DRAM，16M的Flash存储器，提供1个以太网接口，4个S232/485串口，支持环保标准HJT212-2005协议，支持ADSL、PSTN、GPRS、CDMA无线通讯方式，数据采集传输仪集成多达26个数据采集I/O通道，还可以通过分布式总线扩展至1024个。本发明使用的设备先进，能精确的实现各种数据采集、交换功能，使用的方法和采用的通讯协议先进，能实现实时监控。文档编号G05B19/048GK101738970SQ200910260940公开日2010年6月16日申请日期2009年12月17日优先权日2009年12月17日发明者王书平,苏道静申请人:北京德百利泰科技有限公司