一、方案背景 

随着生活水平的提高，百姓对于生活环境的关注度也越来越高，但很多人对于空气质量的关注还停留在对自己家里的空气质量，比如装修污染。一提到“公共场所空气质量检测”，大多数人就知之甚少了。近年来,随着大家对宜居城市关注度的提高,政府部门开始逐渐加大对城市公共场所环境质量的监测和执法力度。在当前数字化、信息化空前发展的时代，陈旧的环境卫生监测方式已经不能满足卫生监督和社会的需求，取而代之的必然是更加先进的技术和更加科学的手段。随着计算机技术、数字网络技术、无线数据通信技术的高速发展，环境卫生监测迎来了一个新时代。建立一张覆盖全市公共场所的卫生监控网，把所有分散监测点统一在线监控起来，市民能够实时获取与生活息息相关的环境质量数据，在今天看来已经不是梦想，而是现实可行的。

卫生行政部门面对数量众多的商场、医院、影院、候车室等公共场所的卫生监督保障工作，突显出传统的执法方式过程烦琐、工作效率不高等问题。在工作多、任务重、人员少的情况下，通过改变传统工作模式和方法、引进现代的管理理念和先进的科学技术，能使卫生监督部门拥有更充足的执法力量和更丰富的服务手段投入到保障城市环境卫生的工作中，从而更好的体现城市卫生监督的良好形象。

二、方案概述

城市公共场所空气质量远程监测系统有三部分组成系：

1、 前端无线数据采集终端、传感器等硬件部分。

2、 数据监测中心平台。

3、 数据显示平台（计算机WEB浏览、LED液晶屏显示、手机实时查询等）。

由前端部分来完成对卫生监测因子的含量的监测与汇总、转换、传输等工作，监测因子包括一氧化碳、二氧化碳、温度、湿度等，这些监测因子由前端独立监测仪器使用不同的方法进行测量获得一个非常准确的测量数据，此结果通过数据处理转换后经由GPRS数据采集传输终端向在线监测数据平台传输数据，在线监测数据传输平台来实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等任务，由此三部分使整个系统达到:安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效的将真实的被监管单位的公共场所室内环境卫生信息展现在监督人员的面前。

三、系统组成 

前端数据采集传输设备：

1、 RS6021 GPRS数据采集终端

2、 各类传感器（温湿度传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器的等）服务器或PC机）称为主站，主站通过GPRS网络与瑞申RS5011电力远程抄表终端连接。主站要配置一个固定的IP地址和互联网出口

数据中心监测平台：

1、 数据库

2、 服务器应用软件

3、 WEB客户端

四、功能介绍

RS6021 GPRS数据采集终端：

（1）、基本原理:

通过RS—485总线将数字传感器（也可采用模拟输出传感器）与瑞申无线智能测控终端连为一体，构成现场监控单元。瑞申无线测控终端内置：CPU模块、数据存储模块、控制模块、GPRS/CDMA数据通信模块。可现场接入多路模拟量、开关量、继电器信号等数据，然后直接通过GPRS无线模块将现场数据与远程控制中心连接，将采集数据实时发送到远程数据库服务器，并存储到数据库中。 通过该系统，即使在远离观测现场的异地，也能方便地对各种环境要素如温湿度、CO2等环境数据的采集读取，真正实现了远程监测和数据共享的功能。除数据远程采集、实时监控外，系统还可实现远程手机报警。

（2）、功能特点：

◎配备多种接口资源：包括模拟信号采集、开关量输入、输出、脉冲信号输入等；

◎支持一路RS232/RS485方式的用户数据接口，可接入PLC等各种设备；

◎采集传输控制一体化，提高了系统可靠性，降低了成本；

◎采用工业级超低功耗高性能的嵌入式处理器； 

◎用户可以编程的量程转换和报警上下限设定；

◎内设工业时钟，精确计时；

◎自动定时上报和事件触发上报功能；

◎内置大容量FLASH存储器，数据自动记录，支持历史数据检索；

◎通讯协议完善，组态软件支持，用户免开发；

◎板载工业级GPRS传输模块 ；

◎提供用户设置软件，开放式接口，方便与组太软件及其它软件连接；

◎工业级设计，稳定可靠，坚固耐用；

（3）、GPRS无线数据传输技术特点： 

GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM系统上发展起来的一种承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS抛弃了传统的独占电路交换模式，采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，有效地利用了信道资源，带宽最高可达171.2Kb/s。目前中国移动的GPRS覆盖范围在中心城市几乎达到了100%，在边远地区也达到了80%以上，实际应用带宽大约在20-40Kb/s，特别适合远程监测行业的通信需求，完全取代过去传统的有线、MODEM、X.25、数传电台、短信等通信方式。

GPRS无线数据传输具备如下特点：

3-1、可靠性高：

与SMS短信息方式相比，GPRS DTU采用面向连接的TCP协议通信，避免了数据包丢失的现象，保证数据可靠传输。中心可以与多个监测点同时进行数据传输，互不干扰。GPRS网络本身具备完善的频分复用机制，并具备极强的抗干扰性能，完全避免了传统数传电台的多机频段“碰撞”现象。

3-2、实时性强：

GPRS具有实时在线的特性，数据传输时延小，并支持多点同时传输，因此GPRS监测数据中心可以多个监测点之间快速，实时地进行双向通信，很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。目前GPRS实际数据传输速率在30Kbps左右，完全能满足系统数据传输速率（≥10Kbps）的需求。

3-3、监控范围广：

GPRS网络已经实现全国范围内覆盖，并且扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。比较很多无线数据网络（集群，双向传呼，CDPD，CDMA）而言，其网络覆盖是最好的。

3-4、系统建设成本低：

由于采用GPRS公网平台，无需建设网络，只需安装设备就即可，建设成本低；也免去了网络维护费用。

3-5、系统运营成本低：

采用GPRS公网通信，全国范围内均按统一费率计费，省去昂贵的漫游费用, GPRS网络可按数据实际通信流量计费，(1分-3分/1K字节)，也可以按包月不限流量收费，从而实现了系统的低成本通信。 

3-6、可对各监测点仪器设备进行远程控制：

通过GPRS双向系统还可实现对仪器设备进行反向控制，如：时间校正、状态报告、开关等控制功能，并可进行系统远程在线升级。

3-7、系统的传输容量，扩容性能好：

能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要；由于系统采用成熟的TCP/IP通信架构，具备良好的扩展性能，一个监测中心可轻松支持几千个现场采集点的通信接入。

数据中心应用平台：

(1)、管理员操作要求：

1-1.可自主添加、删除、修改传感器，设置传感器的名字；

1-2.可添加、删除、修改传感器组，每个组可包含多个传感器，每个传感器可属于多个组；

1-3.可添加、删除、修改用户，每个用户对应一个手机号码，手机号即用户名，每个用户可对应多个传感器组；

(2)、用户操作要求：

2-1.用户只可访问自己对应传感器组里的传感器数值；

2-2.用户可通过三种方式进行操作：

2-2-1.WWW：用户通过手机号和密码（用户如果忘记密码，可通过短信形式找回）登录后进行操作；

2-2-2.WAP：WAP网站对手机号进行鉴权，手机号通过鉴权后用户进行操作；

2-2-3.SMS：用户通过短信指令操作；

2-3.用户可通过WWW或WAP设置传感器正常范围数值上下限（譬如上限为30度，下限为20度）、预警级别（支持多个预警级别，譬如A级、B级、C级，对应不同程度）及其对应正常范围的浮动值（支持固定值或相对百分比，譬如下限浮动值为18度或者-10%，上限浮动值为33度或者+10%）；

2-4.用户可通过WWW、WAP、SMS查询某个传感器的数值；

2-5.用户可通过WWW、WAP、SMS定制某个传感器的预警信息；

(3)、系统拓扑图

3-1.传感器通过GPRS模块将数值定时传送到接口服务器；

3-2.接口服务器将各传感器数值存储到数据库服务器；

3-3.WWW/WAP应用服务器为用户提供WWW/WAP访问，并从数据库服务器获取数据反馈给用户；

3-4.短信应用服务器通过ISMG获取上下行短信，从数据库服务器获取数据，为用户提供短信点播传感器数值、短信定制预警信息服务；

3-5.以上服务器在应用初期可合并在一个物理服务器；

3-6.如果短信应用服务器无法通过ISMG上下行短信，可考虑采用SMS Modem代替。

五、方案实施案例

为保证某城市公共场所的室内环境质量，该市卫生监督机构在部分商场、医院、图书馆安装了先进的室内空气质量实时在线监控系统，全市设有192个监控点。全天24小时实时动态采集空气中一氧化碳、二氧化碳、温度、湿度等数据，采集器每5分钟发回一次数据，一旦采集点上述指标超标，系统就会自动报警，并通过短信通知驻点保障人员和场馆相关人员采取措施。

服务器申请配置固定IP地址（如动态IP地址可采样域名解析的方式，适合监控点较少的情况），与GPRS网络相连。当环境监控点数量增加，中心不用扩容即可满足需求。

监控中心服务器接收到GPRS网络终端传来的连接申请先进行认证，认证通过后接受传来的数据并进行处理。