基于物联网的环保监测管理信息系统方案

感知环境，智慧环保基于物联网的环境监测管理信息系统XXXX有限公司2011年5月序言党中央、国务院高度重视环境监测工作。党的十六届六中全会通过的《中共中央关于构建社会主义和谐社会若干重大问题的决定》中提出要“加强环境监测，定期公布环境状况信息”；温家宝总理明确要求建立先进的环境监测预警体系，全面反映环境质量状况和趋势，准确预警各类环境突发事件，并强调加强基层环境监测能力建设；李克强副总理专程赴中国环境监测总站视察，就加强环境监测工作做出了重要指示，并要求统筹城乡环境监测体系建设，这些都充分说明中央领导同志对环境监测工作的高度重视。周生贤部长在前不久结束的2011年全国环境保护工作会议上，对“十一五”期间环境监测工作取得的成绩给予了充分肯定，并对“十二五”期间的监测工作提出了明确要求。“十二五”是我国环境保护事业充满希望的五年，也将是环境监测事业大有作为的五年，监测事业站在新的历史起点上，面临着难得的发展机遇。2011年全国环保工作会议已经对做好今年乃至“十二五”的环境监测工作有了总体的部署，“十二五”环境监测要牢牢把握科学监测这个主题，以提高环境监测质量为主线，客观反映环境质量、掌握污染源排放、预警应急环境风险、监督考核环境质量状况、保障公众环境知情权，为环境管理提供有力的技术支撑。环境监测数据是环境管理与决策的基本依据，离开了监测，环保就会变成“聋子”、“瞎子”，环境管理的科学化、精准化也就无从谈起。一方面环境管理部门要在总量减排、污染防治、环境影响评价、环境处罚、领导干部环保政绩考核和政府环保目标考核等方面充分使用环境监测数据。另一方面，环境监测支撑作用的发挥取决于环境管理对监测成果的使用，使用越多，监测水平提高的越快，存在的问题才能及早得到解决，环境监测事业发展的空间也就越大。物联网与环保设备的融合实现了对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。在重点排污企业排污口安装无线传感设备，不仅可以实时监测企业排污数据，而且可以远程关闭排污口，防止突发性环境污染事故发生。物联网使环境监测更便利、更快捷、更准确。目录第一章物联网与环保...........................................................................................................4第二章必要性与意义...........................................................................................................5第三章需求分析...................................................................................................................6第四章解决方案...................................................................................................................9第五章系统成效.................................................................................................................18第六章典型案例.................................................................................................................19声明：本资料版权归XXXX股份公司所有，未经书面授权，不得以任何形式转载、抄袭、复制或节录部分内容。第一章物联网与环保物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。世界各国如美国、欧盟、日本、韩国等都提出了明确的物联网发展规划，我国2009年也提出要着力突破传感网、物联网关键技术，这意味着我国已经把发展物联网确定为国家科研和产业发展的战略。在这个战略和方针的指引下，各地纷纷提出各个行业的物联网计划，而“感知环境，智慧环保”即是结合物联网技术对水体水源、大气、噪声、放射源、废弃物等进行感知、处置与管理，建设成为一个集智能感知能力、智能处理能力和综合管理能力于一体的新一代网络化智能环保系统，达到“测得准、传得快、算得清、管得好”的总体目标，旨在推进污染减排、加强环境保护，实现环境与人、经济乃至整个社会的和谐发展。环境保护部是最早开始物联网探索和实践并大力推进的单位之一。环境在线监控就是在点线面源合适的点位上安装各种自动监测仪器仪表和数据采集传输仪，通过各种通讯信道与环境监控中心的通信服务器相连，实现在线实时通讯，这样传感器感知点位的环境状态就被源源不断地送到环保部门，并存储在海量数据库服务器上，以供环保信息化各种应用系统使用。污染源自动监控是对物联网技术的典型应用，这一技术的广泛应用将是未来污染源自动监控工作的重点，将给这项业务的工作模式带来巨大变革。环境在线监控等技术手段的应用，对环境管理理念、方法、体制、机制的变革形成推动力量，从而借助技术手段实现中国污染的有效控制和环境的有效保护。环保物联网的发展是变事后监管为事前预防的重要技术手段。环保物联网的应用可以使污染物的排放实现在时间和空间上的可控，常规环境管理因技术手段受限无法做到。环境监控系统集成可以对企业污染物的排放量每小时进行自动统计，结合纳污体环境的状况，系统可以给出企业的允许排污量，通过自动反馈来保证纳污体环境质量的稳定。可以将企业年度的排污总量分解成定期的(如一个月)的排污总量控制，实现“凭卡排污、超值报警、充值申请、环保批准”的模式，同时也为其他环境管理手段例如:排污费收取、信访处理提供了控制手段，应急情况下环境管理部门可通过环境监控系统集成远程应急关闭企业排污口，实现真正意义上的总量控制。第二章必要性与意义2.1必要性2.1.1环境安全保障的需要环境问题越来越突出，对环境污染的监测是治理的前提条件，是环境安全保障的基础。利用物联网技术加强对环境污染的监测，通过分析监测数据，加强对环境污染情况的掌握，从而对环境治理提出更加科学的方法，达到保护环境安全的需要。2.1.1加强“两个能力”的建设为满足对环境安全保障工作的需要，落实《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》中关于加强环境监测和监管两个能力建设的精神，各级环保机构需要通过技术手段来补充完善环境监管、监测措施和手段，更好地发挥职能作用，而基于物联网的环境监测管理信息系统正是加强这两个能力的有效手段。2.2意义确保辖区内的环境安全是各级环保机构环境保护工作的重中之重；同时，为更好地落实《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》中有关“健全环境监察、监测和应急体系”的精神，需要补充完善环境监管、监测措施和手段，提高环境保护管理的有效性和时效性。基于物联网的环境监测管理信息系统充分利用最新的物联网技术、无线通讯技术、GIS技术，从硬件、软件两方面提高环境保护管理工作水平，为环境监测探索新的、科学的管理方法。新技术的应用，提高了环境监测的实时性和有效性，具有广泛的积极意义。第三章需求分析3.1监测需求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、灵活性好的环保数据采集系统，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，大部分监测数据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，通过电话线传送数据往往事倍功半。通过无线网络进行数据传输，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数据和告警信息通过无线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。环保数据采集系统是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，监测数据自动传输到环保监测中心；由监测中心的计算机进行数据汇总、整理和综合分析；监测信息传至环保局，由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，及时做出管理决策，增加管理力度。利用无线通讯网络，如GPRS、CDMA或各种制式的3G来传输监测数据，具有速度快、使用费用低的特点，采用无线通信方式有组网灵活、扩展容易、运行费用低、维护简单、性价比高等优点。3.2数据需求环保信息化目前主要集中在加强对污染源自动监控系统的建设上，各地纷纷建立了一定规模的污染源监控系统，也获取了一定的监测数据。目前环保行政机构把环保信息化的工作集中在前端，即监测监控端。污染源按照污染类型可分为大气污染源、水污染源、固体废物污染源、环境噪声污染源、辐射污染源等，这意味着每一种类型的污染源有一种或多种监测监控仪器，而每一种监控仪器都有一套自己的监控软件，这些监控软件主要是为仪器仪表配套使用的，仪器生产厂家很多，这样的监控软件也非常多，各监控软件数据定义都不一样，生成了自己的数据格式，很难实现规范化监控的需要。1、应用系统多各地的信息化程度不一，面对迫切的环保信息化要求，一些环保行政部门陆续建立了一些信息化系统，满足当前需要。但这些应用系统多由不同的开发商完成，他们之间的数据格式各异，造成数据共享困难。2、垃圾数据多由于缺乏统一的数据标准，造成垃圾数据多。每种仪器都产生数据，这些数据经汇总后要上报给上级机关，同样的数据可能存储于不同的物理空间上。而且，每建设一个监测系统后，就有一套监控软件，以满足存储监测数据的需要，这样大量重复建设，导致垃圾数据不断增多。当真正想利用数据时，却发现无法找到有利的数据。3、有用的数据分散基于前面三点的分析，有用的数据分散于各个监控软件或应用系统中，由于缺乏统一的交换标准，数据利用较为困难，一般采取二次开发或上线前要求接口统一，无论哪一种方式，你会发现要有效利用这些分散的数据是十分困难的。重要的原因是目前的数据交换存在着极大的弊端，没有统一的标准。数据采集是由采集仪器完成的，传输是由数据采集传输仪完成的，最后由各自的监控软件进行存储，应用系统要想利用数据，必须去这些监控软件中取数。而在没有标准的情况下，要想获取这些分散在各自的监控软件中的数据是极其困难的。数据分散如下图所示，主要分散在以下几个地方。环保专网GPRS/CDMA/...上一级环保部门上位机监控软件数据输入监测仪器监测仪器监测仪器数据采集传输仪数据输入监测仪器监测仪器监测仪器数据采集传输仪数据输入监测仪器监测仪器监测仪器数据采集传输仪上位机监控软件上位机监控软件污染源监控分类数据数据文件数据文件数据文件现场监测仪器传输网络基层监控系统污染源监控分类数据污染源监控分类数据整合数据库＝污染源监控分类数据整合数据库第一，分散于各监控软件中。由于监控软件与监测监控仪器配套使用，一般一种仪器配一套监控软件，目前的仪器不下几百种，而且会随着监测项目的出现而新增，大量的数据分散于庞大而复杂的监控仪器中，使数据的转换、利用十分困难。第二，分散于各应用系统中。不同环保部门的信息化程度不同，在信息化的过程中产生了大量的环保应用系统，这些应用系统一般也是由不同的软件开发商承建，它们产生的数据格式各