基于DTU无线通信的雾霾监测解决方案

▋概述

随着我国工业化进程的不断加快，生产制造过程中不可避免地使用大量化工原材料，产生大量污染性气体。近几年来，我国经济的快速发展，人民生活水平的不断提高和汽车工业的高速发展，导致城市中汽车数量不断增加，致使许多城市大气中的SO2、NO2等气体污染物急剧增加。由于大量的污染气体扩散到空气中，致使我国大部分省区市均出现严重的雾霾天气，严重影响空气质量和人民身体健康。因此，设计一种针对大气雾霾的监测系统是具有十分重要的意义。

▋系统组成              

本系统由带系统软件的主站、才茂ZigBee+CM6560P\EP CDMA DTU 传输终端、采集器及雾霾测控器组成。

1、建立数据中心主站

运行集中抄表系统的计算机（服务器或 PC 机）称为主站，主站通过宽带网络与终端 DTU 相连，DTU连接zigbee。

中心提供互联网 IP 地址及互联网出口（端口）

 2、运转中心条件

首先用一台能上网的 PC 机，条件必须能让外网访问的到，如运行中心软件的 PC 机在局域网里面，则要在局域网路由器做端口映射到本机 PC ，等这些条件具备之后在本机运行一个中心 DEMO，开放一个端口，运行软件等待 DTU 的连接，zigbee直接通过串口连接DTU。

3.进行完善的读表操作

使用系统软件，遵循 DL/T645部标通讯规约，进行扩展。 读表软件系统数据库为 ORACLE 数据库，运行于 WIN98/2000/XP、NT 的操作系统，易于使用。软件所能管理的用户数量没有限制。       

4、 采集数据

通过无限网络，采用轮询方式分别采集燃气表的整点数据、零点数据、和实时数据。

5、存储实时数据

将采集来的燃气表数据以统一的格式进行缓存，并以以标准化的数据结构存储于实时数据库中，既保证数据的完整性、一致性，又能够方便数据查询和应用。

6、流程图报表显示

人机界面是组态软件的重要组成部分。它通过各种可视化的构件方便的搭建复杂的图形画面，丰富的动画连接帮你形成逼真的动画效果。同时还可以通过组态软件或者自己开发的软件自带的自由报表生成各种统计分析报表等。

7、Web浏览

通过Web发布，可以在网络上授权访问。相关用电单位都可以通过IE浏览器登录系统进行数据查询。

如果需要对系统扩展可以在建筑物内采用zigbee传输模式，建筑物和建筑物之间踩入GPRS/CDMA方式，做成一个广域的无线电表采集系统。

▋网络结构

1、各个设备连接途径

各个台站的设备通过以太网口与CDMA DTU连接，CDMA DTU上电后按照监控中心网络管理员的生成的vpn配置，向监控中心internet上的VPN Router发起VPN连接,当中心端路由器通过认证检测后，会为下端的CDMA DTU分配一个私有IP地址、在vpn建立后,各个台站监测数据自动传输到监测中心并自动生成数据文件并存入数据库;监测中心通过远程设置各台站数字采集器的工作状态和参数,监测各台站数据的接收情况及运行情况,实现了对各台站的统一管理;并且为雾霾监测数据资源共享搭建了平台。

2、采取安全措施

vpn隧道及时保证数据的安全性和可靠性，监测中心的工作人员随时对收集到的测震数据进行分析,整理等。

▋系统的功能与特点

(1) 安全可靠：安全性由三方面构成：第一，ORACLE 数据库是大型的、多用户的数据库，它的安全性高，允许多用户同时使用同一数据库而不会破坏完整性，用它来做抄表系统的数据引擎可以保证数据的安全；第二，系统对用户实现分级授权管理功能，通过检查使用者的名字和授权密码，赋予使用者相应的操作权，借鉴系统的密码管理模式限制无关人员改变数据库和硬件设置。第三，防火墙功能及完善的数据备份功能，防备系统受到人为的恶意攻击，数据备份功能确保在硬件系统故障时，也能随时在新的硬件设备上数据无丢失地启动抄表系统。

(2) 完善的系统日志：系统日志记录了进入系统，离开系统，收费，设置硬件，改变运行参数操作等及操作者，操作时间，凡是改变数据库的操作都被记录下来。

(3）抄表速度快：抄表快、数据准确，抄表时 PC 机只读采集器的数据，数据传输采用1200波特率，传输速度快，并对每个数据块都有效验码，保证了传输的准确性。

(4) 自动抄表功能：按照设置的抄表开始时间和抄表间隔，到预定的抄表时刻，系统便会依次主动发起去抄采集器或水资源测控器内的数据。对于抄不上数据，系统会自动补抄或人工发命令补抄。

(5) 数据管理功能：收费管理费前，统一抄录一次流量计费数据。