一、方案背景
隨著生活水平的提高，百姓對于生活環境的關注度也越來越高，但很多人對于空氣質量的關注還停留在對自己家里的空氣質量，比如裝修污染。一提到“公共場所空氣質量檢測”，大多數人就知之甚少了。近年來,隨著大家對宜居城市關注度的提高,政府部門開始逐漸加大對城市公共場所環境質量的監測和執法力度。在當前數字化、信息化空前發展的時代，陳舊的環境衛生監測方式已經不能滿足衛生監督和社會的需求，取而代之的必然是更加先進的技術和更加科學的手段。隨著計算機技術、數字網絡技術、無線數據通信技術的高速發展，環境衛生監測迎來了一個新時代。建立一張覆蓋全市公共場所的衛生監控網，把所有分散監測點統一在線監控起來，市民能夠實時獲取與生活息息相關的環境質量數據，在今天看來已經不是夢想，而是現實可行的。
衛生行政部門面對數量眾多的商場、醫院、影院、候車室等公共場所的衛生監督保障工作，突顯出傳統的執法方式過程煩瑣、工作效率不高等問題。在工作多、任務重、人員少的情況下，通過改變傳統工作模式和方法、引進現代的管理理念和先進的科學技術，能使衛生監督部門擁有更充足的執法力量和更豐富的服務手段投入到保障城市環境衛生的工作中，從而更好的體現城市衛生監督的良好形象。
二、方案概述
城市公共場所空氣質量遠程監測系統有三部分組成系：
1、 前端無線數據采集終端、傳感器等硬件部分。
2、 數據監測中心平臺。
3、 數據顯示平臺（計算機WEB瀏覽、LED液晶屏顯示、手機實時查詢等）。
由前端部分來完成對衛生監測因子的含量的監測與匯總、轉換、傳輸等工作，監測因子包括一氧化碳、二氧化碳、溫度、濕度等，這些監測因子由前端獨立監測儀器使用不同的方法進行測量獲得一個非常準確的測量數據，此結果通過數據處理轉換后經由GPRS數據采集傳輸終端向在線監測數據平臺傳輸數據，在線監測數據傳輸平臺來實現數據的接收、過濾、存儲、處理、統計分析并提供實時數據查詢等任務，由此三部分使整個系統達到:安全、可靠、準確、實時、全面、快速、高效的將真實的被監管單位的公共場所室內環境衛生信息展現在監督人員的面前。
三、系統組成
前端數據采集傳輸設備：
1、 RS6021 GPRS數據采集終端
2、 各類傳感器（溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、一氧化碳傳感器的等）服務器或PC機）稱為主站，主站通過GPRS網絡與瑞申RS5011電力遠程抄表終端連接。主站要配置一個固定的IP地址和互聯網出口
數據中心監測平臺：
1、 數據庫
2、 服務器應用軟件
3、 WEB客戶端
四、功能介紹
RS6021 GPRS數據采集終端：
（1）、基本原理:
通過RS—485總線將數字傳感器（也可采用模擬輸出傳感器）與瑞申無線智能測控終端連為一體，構成現場監控單元。瑞申無線測控終端內置：CPU模塊、數據存儲模塊、控制模塊、GPRS/CDMA數據通信模塊。可現場接入多路模擬量、開關量、繼電器信號等數據，然后直接通過GPRS無線模塊將現場數據與遠程控制中心連接，將采集數據實時發送到遠程數據庫服務器，并存儲到數據庫中。 通過該系統，即使在遠離觀測現場的異地，也能方便地對各種環境要素如溫濕度、CO2等環境數據的采集讀取，真正實現了遠程監測和數據共享的功能。除數據遠程采集、實時監控外，系統還可實現遠程手機報警。
（2）、功能特點：
◎配備多種接口資源：包括模擬信號采集、開關量輸入、輸出、脈沖信號輸入等；
◎支持一路RS232/RS485方式的用戶數據接口，可接入PLC等各種設備；
◎采集傳輸控制一體化，提高了系統可靠性，降低了成本；
◎采用工業級超低功耗高性能的嵌入式處理器；
◎用戶可以編程的量程轉換和報警上下限設定；
◎內設工業時鐘，精確計時；
◎自動定時上報和事件觸發上報功能；
◎內置大容量FLASH存儲器，數據自動記錄，支持歷史數據檢索；
◎通訊協議完善，組態軟件支持，用戶免開發；
◎板載工業級GPRS傳輸模塊 ；
◎提供用戶設置軟件，開放式接口，方便與組太軟件及其它軟件連接；
◎工業級設計，穩定可靠，堅固耐用；
（3）、GPRS無線數據傳輸技術特點：
GPRS是通用分組無線業務(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現有GSM系統上發展起來的一種承載業務，目的是為GSM用戶提供分組形式的數據業務。GPRS拋棄了傳統的獨占電路交換模式，采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，有效地利用了信道資源，帶寬最高可達171.2Kb/s。目前中國移動的GPRS覆蓋范圍在中心城市幾乎達到了100%，在邊遠地區也達到了80%以上，實際應用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合遠程監測行業的通信需求，完全取代過去傳統的有線、MODEM、X.25、數傳電臺、短信等通信方式。
GPRS無線數據傳輸具備如下特點：
3-1、可靠性高：
與SMS短信息方式相比，GPRS DTU采用面向連接的TCP協議通信，避免了數據包丟失的現象，保證數據可靠傳輸。中心可以與多個監測點同時進行數據傳輸，互不干擾。GPRS網絡本身具備完善的頻分復用機制，并具備極強的抗干擾性能，完全避免了傳統數傳電臺的多機頻段“碰撞”現象。
3-2、實時性強：
GPRS具有實時在線的特性，數據傳輸時延小，并支持多點同時傳輸，因此GPRS監測數據中心可以多個監測點之間快速，實時地進行雙向通信，很好地滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。目前GPRS實際數據傳輸速率在30Kbps左右，完全能滿足系統數據傳輸速率（≥10Kbps）的需求。
3-3、監控范圍廣：
GPRS網絡已經實現全國范圍內覆蓋，并且擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。比較很多無線數據網絡（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網絡覆蓋是最好的。
3-4、系統建設成本低：
由于采用GPRS公網平臺，無需建設網絡，只需安裝設備就即可，建設成本低；也免去了網絡維護費用。
3-5、系統運營成本低：
采用GPRS公網通信，全國范圍內均按統一費率計費，省去昂貴的漫游費用, GPRS網絡可按數據實際通信流量計費，(1分-3分/1K字節)，也可以按包月不限流量收費，從而實現了系統的低成本通信。
3-6、可對各監測點儀器設備進行遠程控制：
通過GPRS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。
3-7、系統的傳輸容量，擴容性能好：
能滿足突發性數據傳輸的需要，而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要；由于系統采用成熟的TCP/IP通信架構，具備良好的擴展性能，一個監測中心可輕松支持幾千個現場采集點的通信接入。
數據中心應用平臺：
(1)、管理員操作要求：
1-1.可自主添加、刪除、修改傳感器，設置傳感器的名字；
1-2.可添加、刪除、修改傳感器組，每個組可包含多個傳感器，每個傳感器可屬于多個組；
1-3.可添加、刪除、修改用戶，每個用戶對應一個手機號碼，手機號即用戶名，每個用戶可對應多個傳感器組；
(2)、用戶操作要求：
2-1.用戶只可訪問自己對應傳感器組里的傳感器數值；
2-2.用戶可通過三種方式進行操作：
2-2-1.WWW：用戶通過手機號和密碼（用戶如果忘記密碼，可通過短信形式找回）登錄后進行操作；
2-2-2.WAP：WAP網站對手機號進行鑒權，手機號通過鑒權后用戶進行操作；
2-2-3.SMS：用戶通過短信指令操作；
2-3.用戶可通過WWW或WAP設置傳感器正常范圍數值上下限（譬如上限為30度，下限為20度）、預警級別（支持多個預警級別，譬如A級、B級、C級，對應不同程度）及其對應正常范圍的浮動值（支持固定值或相對百分比，譬如下限浮動值為18度或者-10%，上限浮動值為33度或者+10%）；
2-4.用戶可通過WWW、WAP、SMS查詢某個傳感器的數值；
2-5.用戶可通過WWW、WAP、SMS定制某個傳感器的預警信息；
(3)、系統拓撲圖
3-1.傳感器通過GPRS模塊將數值定時傳送到接口服務器；
3-2.接口服務器將各傳感器數值存儲到數據庫服務器；
3-3.WWW/WAP應用服務器為用戶提供WWW/WAP訪問，并從數據庫服務器獲取數據反饋給用戶；
3-4.短信應用服務器通過ISMG獲取上下行短信，從數據庫服務器獲取數據，為用戶提供短信點播傳感器數值、短信定制預警信息服務；
3-5.以上服務器在應用初期可合并在一個物理服務器；
3-6.如果短信應用服務器無法通過ISMG上下行短信，可考慮采用SMS Modem代替。
五、方案實施案例
為保證某城市公共場所的室內環境質量，該市衛生監督機構在部分商場、醫院、圖書館安裝了先進的室內空氣質量實時在線監控系統，全市設有192個監控點。全天24小時實時動態采集空氣中一氧化碳、二氧化碳、溫度、濕度等數據，采集器每5分鐘發回一次數據，一旦采集點上述指標超標，系統就會自動報警，并通過短信通知駐點保障人員和場館相關人員采取措施。
服務器申請配置固定IP地址（如動態IP地址可采樣域名解析的方式，適合監控點較少的情況），與GPRS網絡相連。當環境監控點數量增加，中心不用擴容即可滿足需求。
監控中心服務器接收到GPRS網絡終端傳來的連接申請先進行認證，認證通過后接受傳來的數據并進行處理。
