城市空气质量无线监测方案 随着生活水平的提高，全社会环保意识的提高，人们对生活环境健康越来越关注 ， 对生活的空气质量越来越关心，对环境信息提供的要求越来越高。空气质量有没有开 始恶化，哪些地方在恶化，恶化程度如何，发展趋势如何，专家关心它，人民关心它 ， 政府更关心它。通过媒体传播公开发布空气质量状况，不仅有利于环保工作的公开透 明化，也有助于促进公众环保意识的提高和对环保工作的参与。 我国目前大部分地区依然采用人工采样和实验室分析为主的大气监测手段，这种方式 不能及时、准确地监测到污染物的实时排放情况，使得环境管理人员很难在短时间内 摸清所有污染区的实际情况，对各种突发性污染源及污染现场，也不能做到即时准确 的监测和处理。 本方案采用无线传感器网络来监测空气质量,在城市内选择一些监测点,放置传感器 节点，并通过 4G 网络实时的传输数据,终端工作人员可以通过监控中心对监测系统进 行管理和配置、发布监测任务或是收集回传数据。 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 4G 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。 系统组成： 1. 数据管理层（监控中心） 硬件主要包括：工作站电脑、服务器（电信、移动或联通固定 IP 专线）；软件主 要包括：操作系统软件、数据中心软件、数据库软件、城市公共场所空气质量远程监 测系统软件平台（采用 B/S 结构，可以支持在广域网进行浏览查看）、防火墙等。 2. 数据传输层（数据通信网络） 采用运营商 2G/3G/4G 网络为数据传输媒介，设备采用厦门才茂 DTU,系统无需布 线构建简单、快捷、稳定；2G/3G/4G 无线组网模式具有：数据传输速率高、信号覆盖 范围广、实时性强、安全性高、运行成本低、维护成本低等特点。 3. 数据采集层（前端硬件设备） 远程测控成套设备：测控终端； 传感计量设备：温湿度传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、PM2.5 传感 器、PM10 传感器等。 系统优势 方案优势： 1. 广泛的应用 无线数据传输系统可以无缝地与网络连接，从而保证环境监测人员不受时间和地 点的限制。将监测控制中心系统装在笔记本电脑上,可以实现对环境监测子站数据的移 动接受和处理； 2. 运行费用低 环境在线监测系统要求每天 24 小时运行,高额的通讯费会增大监测成本，无线通 讯系统只有产生通信流量时才计费，按照用户数据传输流量来计费的方式，计费更加 科学合理；而且费用低廉,非常适合在线监测的要求； 3. 性能稳定 环境在线监测系统要求数据传输稳定,不能有数据传输延误和断传现象，无线数据 传输系统激活后，永远保持在线，不存在掉线问题，同时由于 GPRS/EDGE 的传输速率 基本可以保障，极少会出现数据传输延误现象； 4. 安全性强 环境在线监测数据的使用和发布有严格的规定,在线监测数的安全是数据传输中必 须重视的问题，无线通讯系统在使用前,需要预先设定 IP 地址,使用时会向预先设定 IP 地址发送数据,可以避免他人的恶意获取； 5. 数据完整 环境在线监测子站分析仪器全天运行得到的监测数据的数量较大,同时相关技术规 范也要求每日气态污染物不少于 18 个有效小时平均值,保证数据完整性非常重,不能丢 失数据；由于 2G/3G/4G 通讯系统采用"包交换"方式传输数据,将传输数据封装成许多 独立的封包，封包大小可以设定,再依次将这些封包一一传送出去,有效避免监测数据传 输中丢失的问题。 技术优势 实用性：城市公共场所地理位置分散，因此采用覆盖广泛的 2G/3G/4G 网络高信 号捕捉，必要是采用高增益天线，可确保网络的正常运行。 实时性：采用新的通信和软硬件技术，建立了清晰和合理的系统架构，可以实现 多线程的远程并发通信，在几秒时间内，可以让成百上千台的测控终端实时传送到监 控中心进行集中监视和远程调度，实现故障信息的及时报警。 可扩充性：系统预留接口，可以进行系统或软硬件模块的无限扩展，便于长期的 升级和维护，延长系统的寿命，通过更新部件，能让系统一直存在下去，而不至于整 个系统瘫痪，造成大量的投资损失。。 易维护性：系统可对测控终端执行相应的远程操作命令，包括远程参数设置，远 程控制、远程数据抄收、远程终端复位、远程测控终端升级等； 配套产品 前端无线数据采集终端、传感器等硬件部分。 空气质量在线监测系统将自动控制、网络通信、计算机（或智能手机）以及 GIS 等信 息技术引入空气质量监测领域，采用工业级的才茂通信无线传输模块组建无线数据传 输网络、实现各环境要素的空气质量采集、传输与监测。