專利名稱：遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染問題的頻頻出現(xiàn)，因此，對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測就顯得刻不容緩。環(huán)境監(jiān)測是以環(huán)境為對(duì)象，運(yùn)用物理的、化學(xué)的和生物的技術(shù)手段，對(duì)其中的污染物及其有關(guān)的組成成分進(jìn)行定性、定量和系統(tǒng)的綜合分析，以探索研究環(huán)境質(zhì)量的變化規(guī)律。其任務(wù)是要對(duì)環(huán)境樣品中的污染物的組成進(jìn)行鑒定和測試，并研究在一定歷史時(shí)期和一定空間內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量的性質(zhì)、組成和結(jié)構(gòu)。環(huán)境監(jiān)測是不斷發(fā)展的領(lǐng)域。逐步由工業(yè)污染源監(jiān)測發(fā)展到大環(huán)境的監(jiān)測，即監(jiān)測的對(duì)象不僅僅是污染物、污染因子，還伸延到環(huán)境行為。如環(huán)境生物、生態(tài)監(jiān)測等。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是信息技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測水平不斷提高。如化學(xué)污染監(jiān)測，70年代以前，主要采用物理、化學(xué)分析方法進(jìn)行監(jiān)測。70年代后不少國家建立起大氣和水質(zhì)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，這些監(jiān)測系統(tǒng)可以自動(dòng)取樣、自動(dòng)分析鑒定、自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并向監(jiān)測中心報(bào)告監(jiān)測結(jié)果。此外，生物監(jiān)測、飛機(jī)或衛(wèi)星遙感等手段在環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮越來越大的作用，監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)化程度和監(jiān)測數(shù)據(jù)的可比性越來越高。
環(huán)境監(jiān)測過程中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般包括有單片微處理器、數(shù)據(jù)監(jiān)測單元、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)發(fā)送單元和用戶終端。數(shù)據(jù)監(jiān)測單元完成環(huán)境監(jiān)測各參數(shù)的直接采集。例如，在工礦企業(yè)中對(duì)排放污水的數(shù)據(jù)檢測中，數(shù)據(jù)監(jiān)測單元需要記錄、上報(bào)污水排放數(shù)據(jù)，如流量數(shù)據(jù)、COD、BOD、PH等濃度量數(shù)據(jù)，以及記錄污水處理設(shè)施運(yùn)行狀況的開關(guān)量數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)采集完畢后，通過A/D轉(zhuǎn)換器將采集到的模擬數(shù)據(jù)(微電流量)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，經(jīng)單片微處理器(單片機(jī))的處理后，通過設(shè)定的多接口(根據(jù)需要該數(shù)據(jù)的用戶終端數(shù)而設(shè)定)傳輸?shù)讲煌挠脩艚K端，完成對(duì)相應(yīng)環(huán)境參數(shù)的接收。用戶終端根據(jù)接收到的環(huán)境參數(shù)完成最終分析。
但是，實(shí)際數(shù)據(jù)處理中，單片微處理器對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理方式是固定不變的，并且，由于單片微處理器的結(jié)構(gòu)所限，特別是在對(duì)數(shù)據(jù)多路傳輸時(shí)，常常有將數(shù)據(jù)量篡改的現(xiàn)象，這對(duì)數(shù)據(jù)監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確性的影響是巨大的。必然導(dǎo)致分析結(jié)果的不準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致對(duì)環(huán)境處理的決策的失誤。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有的所存在的問題和不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、維護(hù)方便的遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括有用于環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測的采集器、用于將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、用于對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行分析處理的處理器和用于監(jiān)測結(jié)果發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送器，所述采集器的數(shù)據(jù)輸出端通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接于所述處理器的輸入端，所述處理器的輸出端連接于所述數(shù)據(jù)發(fā)送器的輸入端，所述數(shù)據(jù)發(fā)送器通過其輸出端輸出監(jiān)測數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，所述處理器包括有用于監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)分析單元和用于監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)據(jù)匹配的數(shù)據(jù)匹配單元，數(shù)據(jù)分析單元的輸入端連接于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端，數(shù)據(jù)分析單元的輸出端連接于數(shù)據(jù)匹配單元的輸入端，數(shù)據(jù)匹配單元的輸出端向數(shù)據(jù)發(fā)送器輸出監(jiān)測數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)發(fā)送器包括有數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和支持無線數(shù)據(jù)發(fā)送的射頻發(fā)送單元或支持有線數(shù)據(jù)發(fā)送的調(diào)制解調(diào)單元，將相應(yīng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶終端。
優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和射頻發(fā)送單元或調(diào)制解調(diào)單元之間連接有對(duì)處理器處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用的復(fù)用器。
優(yōu)選地，所述處理器為可編程邏輯控制器(PLC)。
本實(shí)用新型采用PLC作為數(shù)據(jù)處理器來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，保證數(shù)據(jù)處理能力的同時(shí)也增加了應(yīng)用靈活性，用戶可根據(jù)具體需要來設(shè)置處理器。本實(shí)用新型數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、維護(hù)和更新方便。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖1所示，本實(shí)用新型包括用于環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測的采集器、用于將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、用于對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行分析處理的處理器和用于監(jiān)測結(jié)果發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送器，其中，采集器的數(shù)據(jù)輸出端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接于處理器的輸入端，處理器的輸出端連接于數(shù)據(jù)發(fā)送器的輸入端，數(shù)據(jù)發(fā)送器通過其輸出端輸出監(jiān)測數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的采集器是可進(jìn)行環(huán)境指標(biāo)參數(shù)測試的各種數(shù)據(jù)采集終端，例如粉塵測試儀、二氧化碳濃度測量器、液體中各離子含量測試儀等。只要該采集終端支持電信號(hào)輸出即可。例如，在工礦企業(yè)中對(duì)排放污水的數(shù)據(jù)檢測中，數(shù)據(jù)采集器是可記錄、上報(bào)污水排放數(shù)據(jù)(如流量數(shù)據(jù)、COD、BOD、PH等濃度量數(shù)據(jù)以及記錄污水處理設(shè)施運(yùn)行狀況的開關(guān)量數(shù)據(jù)等)的采集器。
為使本實(shí)用新型具有較佳的數(shù)據(jù)處理能力，本實(shí)用新型的處理器采用PLC(可編程邏輯控制器)。在成本允許的范圍內(nèi)，也可以使用處理性能更佳的處理器。
如圖2所示，本實(shí)用新型的處理器包括有用于監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)分析單元和用于監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)據(jù)匹配的數(shù)據(jù)匹配單元，數(shù)據(jù)分析單元的輸入端連接于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端，數(shù)據(jù)分析單元的輸出端連接于數(shù)據(jù)匹配單元的輸入端，數(shù)據(jù)匹配單元的輸出端向數(shù)據(jù)發(fā)送器輸出監(jiān)測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析單元首先完成對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的初步分析，如果在設(shè)定的處理范圍內(nèi)，則進(jìn)行下一步的處理，否則認(rèn)為數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，進(jìn)行丟棄，以便造成不必要的監(jiān)測損失。數(shù)據(jù)匹配單元將數(shù)據(jù)分析單元發(fā)送的數(shù)據(jù)與設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行匹配，并根據(jù)匹配結(jié)果設(shè)定相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型。
本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)發(fā)送器包括有數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、復(fù)用器和支持無線數(shù)據(jù)發(fā)送的射頻發(fā)送單元或支持有線數(shù)據(jù)發(fā)送的調(diào)制解調(diào)單元，其依次電連接。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊接收到數(shù)據(jù)匹配單元發(fā)送的監(jiān)測數(shù)據(jù)后，將其整體打包，包中按數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)類型分別進(jìn)行標(biāo)識(shí)，經(jīng)復(fù)用器復(fù)用后通過射頻發(fā)送單元或調(diào)制解調(diào)單元發(fā)送至用戶終端。數(shù)據(jù)的復(fù)用路數(shù)根據(jù)用戶終端的數(shù)量來確定。
本實(shí)用新型的各元器件的連接可采用標(biāo)準(zhǔn)接口形式。而這些常用的接口是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的公知常識(shí)，這里不再贅述。
本實(shí)用新型的采集器每1秒鐘采集1組實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可通過時(shí)鐘自動(dòng)設(shè)定掃描周期，以滿足不同精度的測量要求。如對(duì)排放污水的數(shù)據(jù)檢測中，本實(shí)用新型可通過4-20mA測量接口，最多可采集12路模擬量數(shù)據(jù)(12位分辨率)，如COD、BOD、PH等；以及最多可通過30路開關(guān)量接口，采集污水處理設(shè)施的運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程用戶終端可以通過讀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)命令，即可以5秒1次(無線通訊方式)或1秒1次(有線通訊方式)的刷新速率實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場數(shù)據(jù)，同時(shí)可通過軟件處理將幾年或更多的歷史數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)硬盤中。
權(quán)利要求1.一種遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括有用于環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測的采集器、用于將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、用于對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行分析處理的處理器和用于監(jiān)測結(jié)果發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送器，所述采集器的數(shù)據(jù)輸出端通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接于所述處理器的輸入端，所述處理器的輸出端連接于所述數(shù)據(jù)發(fā)送器的輸入端，所述數(shù)據(jù)發(fā)送器通過其輸出端輸出監(jiān)測數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器包括有用于監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)分析單元和用于監(jiān)測數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)據(jù)匹配的數(shù)據(jù)匹配單元，數(shù)據(jù)分析單元的輸入端連接于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端，數(shù)據(jù)分析單元的輸出端連接于數(shù)據(jù)匹配單元的輸入端，數(shù)據(jù)匹配單元的輸出端向數(shù)據(jù)發(fā)送器輸出監(jiān)測數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)發(fā)送器包括有數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和支持無線數(shù)據(jù)發(fā)送的射頻發(fā)送單元或支持有線數(shù)據(jù)發(fā)送的調(diào)制解調(diào)單元，將相應(yīng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和射頻發(fā)送單元或調(diào)制解調(diào)單元之間連接有對(duì)處理器處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用的復(fù)用器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器為可編程邏輯控制器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，涉及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，為解決現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)確而提出，本實(shí)用新型包括有用于環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測的采集器、用于將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、用于對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行分析處理的處理器和用于監(jiān)測結(jié)果發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送器，所述采集器的數(shù)據(jù)輸出端通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接于所述處理器的輸入端，所述處理器的輸出端連接于所述數(shù)據(jù)發(fā)送器的輸入端，所述數(shù)據(jù)發(fā)送器通過其輸出端輸出監(jiān)測數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型適用于各種環(huán)境監(jiān)測環(huán)境中。本實(shí)用新型數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確、易維護(hù)。
文檔編號(hào)G06F17/40GK2898945SQ20062001310
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者王曉虹, 徐勇, 徐晨風(fēng) 申請(qǐng)人:上海葉輕舟環(huán)?？萍加邢薰?br>