系統方案組成

水質監控中心

監控中心服務器通過ADSL或電話撥號接入Internet，或申請配置專線，通過光纖、DDN

等數據專線直接和移動中心機房的GPRS/CDMA 網絡連接。監控中心服務器上安裝相關監控系統軟件。監控系統軟件包括監控中心服務器、數據庫服務器兩個部分。

1、監控中心服務器實現實時監控、數據管理分析、業務管理等功能；

2、數據庫服務器進行數據存儲、備份；

具體實現時，監控中心服務器、數據庫服務器可以安裝在一臺服務器中，也可以安裝在不同服務器中。

軟件系統特點：

1、 純JAVA系統設計：采用JAVA技術進行設計開發，具有強大的穩定性、安全性、兼容性、可擴展性；

2、 先進的B/S結構：系統使用先進的B/S結構，用戶只需要使用瀏覽器就可以通過環保內部的網絡完成污染源管理和污染源監控功能。使用BS 結構不僅極大的方便了環保部門相關人員的使用，而且為環保局未來向公眾公公布環境數據提供了方便。

3、 管理決策支持：基于完整的、實時的業務數據，智能的決策支持系統可以為管理者提供豐富的決策支持信息，實現業務運營的有效管理。

4、功能擴展性：整個系統具有極強的開放性和可伸縮性，可以方便的與各類數據分析軟件連接，為環保局和其他政府部門共享信息提供了方便。

GPRS/CDMA無線傳輸終端

水質監控儀器通過RS232 串口直接與正偉環保專用GPRS/CDMA無線傳輸數傳設備（智能型GPRS/CDMA調制解調器）連接，并由其建立無線數據連接與監控中心進行雙向數據通信。水質監控儀器包括污水流量計、COD（含氧量）/BOD（生物耗氧量）、PH 探頭等測量儀可根據系統實際監控地點的需求選擇對應測量儀器。

系統功能

實時監控

對企業監測點的排污量、設備運行等情況進行實時監控，并以人性化的界面顯示有關數據；

數據接收

數據接收方式有兩種，一種是監測點通信控制器定時向中心返回監測數據（一般按1個小時返回，也可以通過用戶設置）；一種是通過中心向監測點通信控制器發送查詢指令，監測點通信控制器返回當前監測的實時數據；

報警處理

當監測到排污超標、檢測設施非正常關閉等事故時，軟件能自動識別事故類型，并及時向環境監理部門發送報警信息，使環境監理部門能夠以最快的速度及時對企業的違規行為進行糾正、制止，從而保證了環境監理信息傳遞的順暢、完整；

統計分析

a) 對所選擇污染源監測點的監測數據進行各種分析，以曲線圖、直方圖和表格等形式進行顯示。可選擇行業、區域、時間段等條件。包括污染源分析、污染源對比分析、綜合分析、綜合對比分析和監理報告資料分析等；

b)污染源分析可根據條件對污染物排放量和污水排放量進行分析；

c) 污染源對比分析可根據條件對某一污染源進行按月分析和按年分析；

d) 綜合分析可根據條件對污染物、污染類型（水）和治理設備（運行時間）進行分析；

e) 綜合對比分析可根據條件對污染物、污染類型（水）和治理設備（運行時間）進行按月分析和按年分析；

數據存儲

本設備能自動監測、記錄、存儲、傳送數據，實時采集各類環保測量儀器的輸出信號，并將測量數據通過無線遠程發送至環保監控中心，同時將數據保存在本機大容量數據存儲器中。

參數設置

1、可按照設置的時段采集一組數據，并實時發送至環保監控中心。GPRS/CDMA 網絡是全球分布最廣的無線網絡，使用GPRS/CDMA 的優勢在于實時、無線、遠程、誤碼率極低、安裝簡便無需布線等特點。

2、可按照設置的時段采集一組數據，并保存在本機內部大容量數據存儲器中；

3、可以通過串行接口對系統各項運行參數進行設置。對每個通道的采樣數據進行物理量的換算對應，從而使終端保存或發送的數據都是符合現場測量指標的數據；

4、可通過串行接口訪問機內大容量存儲器中的數據。將終端保存數據保存到計算機數據庫中，以備分析備案；

5、可按照條件設置系統各通道的報警條件，觸發報警，并可實時將報警信號發送至監控中心。

四、無線水質監測系統的優勢

     中國移動或者中國聯通GPRS/CDMA系統可提供廣域的無線IP連接。在移動或聯通通信公司的GPRS/CDMA業務平臺上構建水質監測采集傳輸系統，實現水質監測采集點的無線數據傳輸具有可充分利用現有網絡，縮短建設周期，降低建設成本的優點，而且設備安裝方便、維護簡單。經過比較分析，我們選擇中國移動的GPRS/CDMA系統作為水質監測采集傳輸系統的數據通信平臺。 
GPRS/CDMA無線水質監測系統具備如下優勢：  
1、實時性強：  
GPRS/CDMA具有實時在線特性，系統無時延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個或所有監測點的各種數據。可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。  
2、可對各監測點儀器設備進行遠程控制： 
通過GPRS/CDMA雙向系統還可實現對儀器設備進行反向控制，如：時間校正、狀態報告、開關等控制功能，并可進行系統遠程在線升級。 
3、建設成本少低： 
由于采用GPRS/CDMA公網平臺，無需建設網絡，只需安裝好設備就可以，建設成本低。 
4、監控范圍廣：  
構建水質監測采集傳輸系統要求數據通信覆蓋范圍廣，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。由于水質信息采集點數量眾多，分布在全省范圍內，部分水質信息采集點位于偏僻地區，而且地理位置分散。 
5、具有良好的可擴展性: 
由于目前GPRS/CDMA網絡已覆蓋省內絕大部分地區，基本不存在盲區，可實現大范圍的在線監控，滿足水質信息采集傳輸系統對覆蓋范圍的要求。 
6、系統的傳輸容量大： 
水質監測中心站要和每一個水質信息采集點實現實時連接。由于水質數據信息采集點數量眾多，系統要求能滿足突發性數據傳輸的需要，而GPRS/CDMA技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要。 
7、數據傳送速率高： 
每個水質信息采集點每次數據傳輸量在10Kbps之內。GPRS網絡傳送速率理論上可達171.2kbit/s，目前GPRS實際數據傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統數據傳輸速率（≥10Kbps）的需求。 
8、通信費用低： 
采用包月計費方式，運營成本低。 

五、安全措施： 

由于水質監測系統的特殊性，本系統需要極高的系統安全保障和穩定性。安全保障主要是防止來自系統內外的有意和無意的破環，網絡安全防護措施包括信道加密、信源加密、登錄防護、訪問防護、接入防護、防火墻等。穩定是指系統能夠7×24小時不間斷運行，即使出現硬件和軟件故障，系統也不能中斷運行。 以GPRS為例，數據中心可通過公網使用VPN接入到移動GPRS網，采用VPN方式成本比較低，企業不用租用專線，還可以利舊使用原有的VPN設備，移動終端需要安裝具有VPN二次虛擬撥號的功能的軟件。通過VPN方式，客戶端在連接應用服務器前，要經過Radius服務器的認證整個數據傳送過程得到了加密保護，安全性比較高，可充分保障速度和網絡服務質量。另外，數據中心也可以采用APN接入方式，租用專線接入到移動公司的GGSN設備上，這種成本高，安全性高、穩定可靠。對于安全性要求非常高的系統，可考慮在專用APN接入的基礎上再加上VPN接入方式的混合接入方式，進一步提高系統的安全性。

1、VPN虛擬專網模式：企業內部網絡中配置VPN服務器，移動終端加載具有VPN二次虛擬撥號的功能的客戶端軟件。采用VPN安全技術，用戶通過接入企業內部虛擬專網的方式與Internet進行隔離，可對整個數據傳送過程進行加密保護，有效避免非法入侵。

2、用SIM卡的唯一性：對用戶SIM卡手機號碼進行鑒別授權，在網絡側對SIM卡號和APN進行綁定，劃定用戶可接入某系統的范圍,只有屬于指定行業的SIM卡手機號才能訪問專用APN，移動終端與數據中心采用中國移動分配的專門的APN進行無線網絡接入，普通手機的SIM卡號無法呼叫專門的APN。 

3、對于特定用戶：可通過數據中心分配特定的用戶ID和密碼， 其他沒有數據中心分配的用戶ID和密碼的用戶將無法登錄進入系統，系統的安全性進一步增強。

4、數據加密：通過VPN對整個數據傳送過程進行加密保護。

5、網絡接入安全鑒定機制：采用防火墻軟件，設置網絡鑒權和安全防范功能，保障系統安全。 

六、系統成本

七、結論：

    采用有線方式，租用靜態IP目前費用比較高約800~1500元/月。采用GPRS/CDMA無線方式，系統流量費用目前有包月制和按數據量兩種收費方式，GPRS按流量計算0.01元K，而包月制20元/月有50M流量，可滿足省水質監測局目前水質數據采集系統的實際數據量，估計日后其費用會逐步降低。對于水質監測局等用戶來說，由于通信費用較低，享受到了實惠。另外，由于接入設備可以移動，當水質觀測站和水質信息采集點搬遷時設備可隨之遷移并可繼續使用，可以保護用戶原有投資，適合于水質信息采集工作的特點。 
    采用GPRS/CDMA構建水文數據采集系統，不僅能很好地滿足水質信息采集監測的需求，而且，做為網絡運營商的移動或聯通通信公司也將因此獲得業務穩定的集團用戶，隨著用戶數量的增加，移動或聯通通信公司的營收也隨之增加，調動了運營商的積極性，符合網絡建設和網絡應用同步發展的要求。