专利名称：一种环境管理数据传输、预警和存储查询的系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种利用计算机通信技术实现了传感器、现场主机和监控室客户端的结合，从而实现了环境管理领域里的预警、环境指标数据的存储查询功能，具体地说，是一种环境管理数据传输、预警和存储查询的系统及其方法。
背景技术：
在环境管理与监测领域，相对于传统的实验室物理、化学、生物的实验方法检测各水质指标，利用传感器监测各水质指标，具有便携、快速、高效、实时等特点，满足了污染应急过程中，对于即时性获得数据的需要。对于已有检测水质指标的传感器，也同时需要提带去现场操作、部署等人工活动，存在信息化、自动化程度不够等缺点。本发明背景技术基于七个不同的传感器，如下:五参数传感器:检测PH、溶解氧、浊度、电导率、温度；生物毒性传感器:检测水样测试相对发光强度、质控品测试相对发光强度；紫外光电传感器:检测 硝基苯、二氯氛；生物行为传感器:通过检测鱼类活动行为，提供安全、污染、严重污染三种数据状态；重金属传感器:检测镉、铅；分布式传感器一:检测硝基苯、二氯氛；分布式传感器二:检测硝基苯、二氯氛。但上述监测水质指标传感器，一方面，只是现场监测，无法远程实时获得数据，无法及时报警给监控室值班操作人员，需要大量人力去现场监测获得指标数据，对于突发性水污染事故无法及时、实时的获取水质指标数据，无法起到预警等作用。另一方面，单一的传感器，会产生误报警的情况，采取多种传感器相互佐证，可以消除误报警的情况。
发明内容
1.本发明要解决的问题针对上述缺陷，本发明提供一种环境管理数据传输、预警和存储查询的系统及其方法，基于已有的七个不同的传感器检测获取不同的水质指标数据，实现了七个传感器、现场主机及监控室客户端的结合，实现了传感器、现场主机和监控室客户端的结合，形成了连贯的监控、传输、预警系统，实现了实时监控完全自动化，无人值守在线监测的功能，对于环境突发污染事件，及时监控预警。2.技术方案本发明实现了传感器、现场主机与监控室客户端之间的结合，可分为两大块:实现了七个传感器与现场主机结合和实现了将现场主机监控室客户端结合。(I).七个传感器与现场主机结合将监测数据的七个传感器通过连接线连接到USB-HUB (USB接口扩展器)上，USB-HUB再连接到现场主机的USB接口上，其中五参数传感器的连接线为RS485接口转USB接口，其它六个传感器为RS232接口转USB接口。连接完毕七个传感器与现场主机，将串口通信接受模块部署到现场主机上，采用串口通信协议实现传感器与现场主机之间数据通信，传感器自带有串口通信发送模块作为串口通信的发射端，本发明现场主机与七个传感器的连接的串口通信的接收模块设计方法如下:a与五参数传感器连接的现场主机上的串口通信接受模块，串口通信接受模块的接收端采用Modbus通讯协议程序，其中波特率为9600bps，数据位为8，校验位为奇校验位，停止位为1，每隔5分钟发送一次请求，分别获得PH、溶解氧、浊度、电导率、温度的数据。b.与生物毒性传感器连接的现场主机上的串口通信接受模块，串口通信接受模块接收端采用RS-232串口通信协议程序，其中波特率为9600bps，数据位为8，校验位为无，停止位为1，每20分钟接收到一次数据，获得质控品测试或者水样测试的相对发光强度，单位是％。c.与紫外光电传感器连接的现场主机上的串口通信接受模块，串口通信接受模块接收端采用RS-232串口通信协议程序，其中波特率为9600bps，数据位为8，校验位为无，停止位为1，每10分钟接收到一次数据，获得硝基苯或二氯氛浓度，单位是mg/1。d.与重金属传感器连接的现场主机上的串口通信接受模块，串口通信接受模块接收端采用RS-232串口通信协议程序，其中波特率为9600bps，数据位为8，校验位为无，停止位为1，每2秒接收到一次数据，获得镉和铅浓度，单位是yg/l。e.与生物行为传感器连接的现场主机上的串口通信接受模块，串口通信接受模块接收端采用RS-232串口通信协议程序，波特率为38400bps，数据位为8，校验位为无，停止位为1，每30秒接收到一次数据，获得“安全”、“污染”、“严重污染”数据，单位是yg/l。f.与分布式传感器一和分布式传感器二连接的现场主机上的串口通信接受模块，串口通信接受模块接收端采用RS-232串口通信协议程序，其中波特率为9600bps，数据位为8,校验位为无,停止位为I,每5分钟接收到一次数据,获得硝基苯或二氯氛浓度,单位是mg/1。传感器与现场主机结合的数据存储现场主机获取到七个传感器检测的水质指标数据后，将其整合保存到同一个数据库中。采用Access2003作为存储数据库，主要使用了Access数据库中的查询与增加记录的功能,数据表的设计如下:a.五参数传感器数据表设计:
权利要求
1.一种环境管理数据传输、预警和存储查询的系统，其包括:监测数据的七个传感器、现场主机和监控室客户端，现场主机利用串口通信接受模块通过串口通信获取七个传感器数据，并将数据保存到Access数据库中，现场主机利用无线通信模块通过网络通信将数据中的数据发送至监控室客户端，监控室客户端接收到现场主机发送的数据，存储到监控室客户端Access数据库中实现查询数据的功能或实时展示出给用户。
2.根据权利要求1环境管理数据传输、预警和存储查询的系统，其特征在于，所述的现场主机利用串口通信接受模块通过串口通信获取七个传感器数据，即七个传感器与现场主机连接，将串口通信接受模块部署到现场主机上，采用串口通信协议实现传感器与现场主机之间数据通信，传感器自带有串口通信发送模块作为串口通信的发射端。
3.根据权利要求2所述的环境管理数据传输、预警和存储查询的系统，其特征在于，部署在现场主机上的串口通信接收端模块与传感器的连接设计分别为: a.与五参数传感器连接的串口通信接受模块，串口通信接受模块的接收端采用Modbus通讯协议程序,其中波特率为9600bps,数据位为8,校验位为奇校验位,停止位为I,每隔5分钟发送一次请求，分别获得PH、溶解氧、浊度、电导率、温度的数据； b.与生物毒性传感器连接的串口通信接受模块的，串口通信接受模块的接收端采用RS-232串口通信协议程序,其中波特率为9600bps,数据位为8,校验位为无,停止位为I,每20分钟接收到一次数据，获得质控品测试或者水样测试的相对发光强度，单位是％ ； c.与紫外光电传感器连接的串口通信接受模块的，串口通信接受模块的接收端采用RS-232串口通信协议程序,其中波特率为9600bps,数据位为8,校验位为无,停止位为I,每10分钟接收到一次数据，获得硝基苯或二氯氛浓度，单位是mg/ ； d.与重金属传感器连接的串口通信接受模块，串口通信接受模块的接收端采用RS-232串口通信协议程序,其中波特率为9600bps,数据位为8,校验位为无,停止位为I,每2秒接收到一次数据，获得镉和铅浓度，单位是yg/l ； e.与生物行为传感器连接的串口通信接受模块，串口通信接受模块的接收端采用RS-232串口通信协议程序，波特率为38400bps，数据位为8，校验位为无，停止位为1，每30秒接收到一次数据，获得“安全”、“污染”、“严重污染”数据，单位是yg/l ； f.与分布式传感器一和分布式传感器二连接的串口通信接受模块，串口通信接受模块的接收端采用RS-232串口通信协议程序，其中波特率为9600bps，数据位为8，校验位为无，停止位为1，每5分钟接收到一次数据，获得硝基苯或二氯氛浓度，单位是mg/1。
4.根据权利要求1所述的环境管理数据传输、预警和存储查询的系统，其特征在于，所述的现场主机利用无线通信模块通过网络通信将数据中的数据发送至监控室客户端，现场主机与监控室客户端采用无线网络通信方式结合，通过现场主机的无线通信模块发送数据，通过安装到监控室客户端上的无线通信模块接收数据，现场主机和监控室客户端的无线通信模块基于socket编程，采用TCP协议，现场主机的无线通信模块每10秒钟从上述设计的ACCESS数据库中的七个数据表中提取最新的一条数据，利用JSON编码整合成JSON格式，向监控室客户端发送，监控室客户端的无线通信模块接收到JSON格式的字符串后，利用JSON解码方式将数据解析出来。
5.根据权利要求1-4所述的系统，其环境管理数据传输、预警和存储查询的方法，步骤为:(1)七个传感器监测获得数据；(2)现场主机通过串口通信获取七个传感器数据；(3)现场主机将获得的数据保存到Access数据库中；(4)现场主机通过网络通信将Access数据库的数据发送至监控室客户端；(5)监控室客户端预警与 展示、查询数据。
全文摘要
一种环境管理数据传输、预警和存储查询的系统及其方法，属于环境管理技术领域。本发明基于已有的七个不同的传感器检测获取不同的水质指标数据，实现了七个传感器、现场主机及监控室客户端的结合，并将七个传感器的水质指标数据整合到现场主机的同一个数据库中，从而将七个监测不同水质指标的传感器与现场主机完善的整合到一起，并利用网络通信将其从检测现场传送监控室，实现了将现场主机与监控室客户端结合，并将水质指标数据整合到监控室客户端的同一个数据库中，并且在监控室客户端上设置预警阈值。从而实现了传感器、现场主机和监控室客户端系统，形成了连贯的监控、传输、预警系统，实现了实时监控完全自动化，无人值守在线监测的功能。
文档编号G01N33/18GK103235099SQ20131017547
公开日2013年8月7日 申请日期2013年5月12日 优先权日2013年5月12日
发明者钱新, 夏必胜, 王玉磊, 高海龙, 殷洪 申请人:南京大学