基于嵌入式控制器的水質(zhì)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)

應(yīng)用背景：

水質(zhì)監(jiān)測是水資源管理與保護(hù)的重要基礎(chǔ)，是保護(hù)水環(huán)境的重要手段。對于水質(zhì)的監(jiān)測和治理關(guān)系到各行各業(yè)的生產(chǎn)和人民的生活。

目前我國的水質(zhì)檢測仍然存在很多問題，一是各級水質(zhì)監(jiān)測中心 的采樣能力不足，監(jiān)測頻率低，水質(zhì)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)測儀器設(shè)備老化，大型分析儀器配備不平衡。二是機(jī)動監(jiān)測能力不足，移動水質(zhì)分析監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室配備數(shù)量太少，現(xiàn)場監(jiān)測能力低。三是自動水質(zhì)監(jiān)測站數(shù)量太少，缺乏自動測報(bào)能力，難以獲得重點(diǎn)水功能區(qū)主要水質(zhì)監(jiān)測的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

針對以上我國水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的問題，我們提出水質(zhì)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)的解決方案。

系統(tǒng)要求:

1.水質(zhì)監(jiān)測站可以24小時(shí)無人值守的自動連續(xù)采集水質(zhì)水量信息，控制中心可以遠(yuǎn)程控制監(jiān)測站的采集動作，控制樣本閥，標(biāo)本閥和測量閥等開關(guān)閥門。

2.監(jiān)測站可以對多種水質(zhì)水量參數(shù)進(jìn)行分析包括PH值、DO、濁度、水溫、電導(dǎo)、氨氮、TOC、COD等基本參數(shù)。

3.監(jiān)測站可以對采集的基本水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行存儲，然后分批分期通過網(wǎng)絡(luò)上傳到中心服務(wù)器，數(shù)據(jù)通信可以采用多種方式,以太網(wǎng)/GPRS/CDMA-1x/PSTN/ADSL。采用多種數(shù)據(jù)傳輸通道互為備用通道，確保數(shù)據(jù)按時(shí)準(zhǔn)確上傳

4.監(jiān)測中心接到數(shù)據(jù)后可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行自動的存檔和數(shù)據(jù)處理

5.監(jiān)控中心通過編寫相應(yīng)的軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)和分析處理結(jié)果，并對判斷發(fā)生的重大水質(zhì)事件進(jìn)行報(bào)警啟動相應(yīng)處理預(yù)案。

解決方案：

系統(tǒng)主要由水質(zhì)監(jiān)測站和中心服務(wù)器組成。

1.水質(zhì)監(jiān)測站

水質(zhì)監(jiān)測站主要負(fù)責(zé)采集水樣并通過各種水質(zhì)監(jiān)測儀器對水樣的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，包括PH值、DO、濁度、水溫、電導(dǎo)、氨氮、TOC、COD等基本參數(shù)。并且對這些基本參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。按照一定時(shí)間設(shè)定通過各種通訊方式上傳到中心服務(wù)器。同時(shí)可以接受中心服務(wù)器的控制。

監(jiān)測站采用FLEX3500控制器作為控制器，來完成數(shù)據(jù)的采集和通訊控制功能，F(xiàn)LEX3500是一款先進(jìn)的C編程控制器，帶有模擬量輸入，模擬量輸出，數(shù)字量I/O，RS232，RS485，并且支持TCP/IP，可滿足眾多的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等，這一板卡的最大特點(diǎn)就是它的可定制性，用戶可以根據(jù)自己的需要靈活的配置控制器的輸入輸出、存儲器大小和通訊端口，這樣既滿足了應(yīng)用的需要又大大節(jié)省了成本。而且他編程開發(fā)也非常的容易，大量的功能Dynamic C開發(fā)平臺都提供了成熟的庫函數(shù)。

在和中心服務(wù)器的通訊方式上我們采用以太網(wǎng)作為主通訊通道，采用GPRS或者PSTN modem撥號作為備用通信通道，一旦主通訊通道發(fā)生故障不能上傳數(shù)據(jù)時(shí)控制器可以通過撥號方式采用備用通訊通道上傳數(shù)據(jù)，這樣就可以保證數(shù)據(jù)能夠及時(shí)準(zhǔn)確地上傳。

在同參數(shù)采集設(shè)備的通訊上，F(xiàn)lex3500有5個(gè)RS232串口和2個(gè)RS485串口，并且有多路模擬量和數(shù)字量的I/O，用戶可以靈活的配置采集設(shè)備的通訊來完成水質(zhì)參數(shù)的采集。

2.中心服務(wù)器

中心服務(wù)器為配置較高的PC服務(wù)器，負(fù)責(zé)上傳數(shù)據(jù)的存儲和分析，并開設(shè)相應(yīng)的服務(wù)，其他聯(lián)網(wǎng)的客戶機(jī)可以瀏覽監(jiān)控各水質(zhì)監(jiān)測站的監(jiān)測數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)。

中心服務(wù)器的軟件系統(tǒng)可以采用組態(tài)王或者其他組態(tài)軟件來開發(fā)。