学文网环境监控系统篇1
关键词:无线收发模块; 单片机; 神经网络; 虚拟仪器
中***分类号:TN915 文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2010)09-0075-03
Long-distance Wireless Monitoring System forEnvironment
YI Wen-yu1, CHEN Wei2
(1. Changzhou Institute of High Industry Technology, Changzhou 213164, China;
2. College of Information and Science, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China)
Abstract: Since the traditional
temperature, humidity and light monitoring systems based on wired communication systems have to spend a lot of manpower and resources for lineslaying, whose construction content is more and installment time is long,
a wireless network monitoring system for the ambient temperature, humidity and other factors is presented. With the real-time multi-point monitoring for greenhouses and other places which require the environmental parameters, managers can comprehend the imformation of the scene in the control room. When the parameter exceeds a set value, acoustooptic alarmis occured immediately, and the monitor shows the location of an irregularity place. With the virtual instrument software it can realize the remote control.
Keywords: wireless transceiver module; MCU; neural network; virtual instrument
0 引 言
环境温度、湿度、光照等参数在工农业生产和科学研究中是一种十分重要的数据,特别是在粮库、温室、大棚等环境中温度、湿度、光照的测量和控制更为重要。传统的基于有线通信系统的温度、湿度、光照监测系统需要花费大量的人力物力铺设线路,施工量大,安装时间长,因此基于无线传输技术的环境参数监控系统势在必行。
温室具有如下特点:非线性、分布不均匀性、时变性、控制时延性、多变量耦合性等[1]。由于作物本身生长活动使得温室内部的环境处于热平衡混沌状态,因此不能按照传统方法对其建模。执行机构的动作也不仅仅影响某┮桓鲆蜃,可能对温室的温度和湿度同时产生影响。总之,温室温度和湿度这两个参数存在较强耦合性,温度和湿度的变化会相互影响,它们和温室环境控制的其他因子一起构成了一个包含多方面内容的复杂对象,对其实现精确控制有一定难度,需要系统多方面的有机配合[2]。
1 系统总体设计
该系统运用STC单片机作为控制器件来采集温度、湿度和光照信息。将采集到的数据送显示电路显示,同时与设定的数据进行比较,若超出设定的范围,则进行声光报警(设定值可以从键盘电路输入),而且这些数据通过无线收发模块送到下位PC机中,下位机利用LabVIEW软件将各种信息以网页的形式到Internet上,上位机只要输入下位机时***就可以监测,而且还可以通过界面进行实时的控制,以致能够实现管理的完全智能化。***1给出了无线网络中的2个节点的实现框***,在这个基础上给单片机编址可以扩展多个节点,实现多机通讯,从而实现大面积的覆盖网络。
2 硬件部分
2.1 温度和湿度采集电路
温湿度传感器采用Sensirion公司推出的一款数字温湿度传感器SHT15。该器件主要特点如下:高度集成,将温度感测、湿度感测、信号变换、A/D转换和加热器等功能集成到一个芯片上;提供二线数字串行接口SCK和DATA,接口简单,支持CRC传输校验,传输可靠性高;测量精度可编程调节,内置A/D转换器(分辨率为8～12位,可以通过对芯片内部寄存器编程来选择);测量精确度高,由于同时集成温湿度传感器,可以提供温度补偿的湿度测量值;封装尺寸超小,测量和通信结束后,自动转入低功耗模式;高可靠性,采用CMOSens工艺,测量时可将感测头完全浸于水中[3]。该器件与控制器的典型接法如***2所示。
***1 系统总体原理框***
***2 温湿度传感器SHT15与MCU的典型接法
2.2 光照采集电路
光照的采集利用光敏电阻和固定电阻分压得到直流电压,将其送入STC单片机自带的A/D输入端进行模数转换。电压范围为4~5 V,3~4 V,2~3 V,1~2 V,0~1 V,正好对应光照的5个等级:强、较强、中等、较弱和无光。光敏电阻选用GL3516,其最大直流电压为100 V;最大功耗为50 mV;可以在-30～+70 ℃环境中正常工作;亮电阻在5~10 kΩ范围内,暗电阻在0.6 MΩ左右;响应时间为30 ms,由上述参数可以看出完全满足要求。
2.3 无线模块
该设计中选用KYL-1020U无线数传模块,其具有载波频率为433 MHz,450 MHz,470 MHz,868 MHz,915 MHz等I***频点;具有RS 232,TTL,RS 485等通讯接口,这里选用RS 232接口;8个通讯信道,收发一体,半双工工作模式;低功耗,并具有休眠功能;工业级工作温度为-35～+75 ℃;天线阻抗为50 Ω;符合EN 300220 and ARIB STD-T67标准。DC 5 V电源供电(3~5.5 V均能正常工作);输出功率小于10 mW;接收电流小于20 mA(TTL接口);传输距离可以达到600 m。模块接口定义如表1所示[4]。
表1 KYL-1020U接口定义
管脚接口名称功能描述电平备注
1GND电源地
2VCC电源3～5 V
3RXD/TTL数据接收(TTL)TTL
4TXD/TTL数据发送(TTL)TTL
5DGND信号地
6A(TXD)RS 485 A或RS 232-TXD
7B(RXD)RS 485 B或RS 232-RXD
8SLEEP休眠控制TTL低电平有效
9TEST内部测试
3 软件部分
3.1 单片机软件设计
STC单片机C51,运用KEIL软件进行程序的编写。单片机主要完成数据的采集,然后显示,监控,将数据通过无线收发模块发送给下位机PC机。A/D转换的子程序如下:
int get_AD_result(char channel)
{ int finishflag=0; //存储A/D转换标志
ADC_DATA=0;
ADC_CONTR=channel;//选择A/D当前通道
Delay(1);//使输入电压稳定
ADC_CONTR|=0x08;//令AD_START=1,启动A/D
while(finishflag==0)//等待转换结束
finishflag=(ADC_CONTR&0x10); //ADC_FLAG==1;测试转换是否结束
ADC_CONTR&=0xF7;//AD_START==0;关闭A/D转换
return(ADC_DATA);//返回转换结果
}
3.2 控制算法设计
对温室环境中温度参数、湿度参数和光照的控制的主要思路是将传感器采集到的温度值、湿度值和光照信息与系统设定值进行比较计算,求得温度偏差T和湿度偏差H,根据温度偏差T和湿度偏差H以及温度和湿度的耦合关系制定控制规则,由系统经过运算决策,得到系统控制量温度补偿值TB和湿度补偿值HB。如果实时温度超过设定最佳温度,最佳湿度的允许范围,此时声光报警,告知操作人员要进行适当的人工干预来消除报警。系统控制要求和目标:
(1) 系统共有3个参数,即温度、湿度、光照。
(2) 自动控制温室内的温度和湿度,温度的控制误差不大于±0.5 ℃。
(3) 系统具有自动控制,控制室遥控两种工作方式。
(4) 系统具有报警以及参数设置,自主训练和学习功能。
(5) 系统具有表格、***形、曲线等显示和存储功能。
通过传感器可以获得大量的有关温度、湿度、光强度和时间的样本数据,这些数据与时间并不是线性关系[5]。基于这些数据,如果能够找到运用某种算法使温室温度逼近于给定的温度,从而使温室的环境保持在适宜作物生长的状态之下。
对温度控制运用加热器,湿度采用通风和喷灌装置,光照主要运用遮阳幕。早期温室的控制多采用常规的PI或PID来控制,这种控制方法简单,易于实现。随着对非线性、时变性、不确定性的难以建立数学模型的控制对象,就难以实现[6-7]。随着智能控制的发展,特别是神经网络控制技术的出现,给这类难以解决的问题开辟了一条新的途径,它能够处理好时变性、大滞后和耦合性等的复杂系统控制问题。
BP网络训练过程及算法流程如***3所示。
***3 BP网络训练过程及算法流程
神经网络的一个突出特点就是自学习功能,设微机的基准信号和实际信号的误差为e(k),则:
e(k)=r(k)-y(k)(1)
Δe(k)= e(k)-e(k-1)(2)
Δ2e(k)= e(k)-2e(k-1)+e(k-2)(3)
神经网络通过自己的学习功能,即相应的算法使e逐渐减小,最后达到理想的值[8]。这里的控制对象应为温室里的环境因子。模糊神经网络模型在收敛速度和收敛精度方面远远超过传统PID或PD控制器。与传统的控制方法相比超调量和控制时间都大大减少,系统稳定性明显增强。
3.3 PC机软件设计
由于无线模块选用的是RS 232接口,因此虚拟仪器中的串口通讯通过VISA实现。VISA实质上是I/O接口软件库及其规范的总称[9]。其本身不具备编程能力,它通过调用低层驱动程序来实现对仪器的控制。运用自身带的网络功能就可以完成网页的,通过参数的设置就可以让远程的计算机来访问,不需要再做成网页的形式进行[10]。后的控制面板如┩4所示。
***4 的控制面板网页
4 结 语
利用单片机采集温室、粮仓、大棚中的环境因素,并显示和控制环境因素的变化,同时以无线方式将实时信息上传到下位PC机;下位机对采集的数据进行适当处理,采用可视化编程语言LabVIEW将各种信息以界面的形式在终端上显示,还可以利用软件自身的网络功能将界面以网页的形式,远程的PC机只要得到操作许可就可以操作整个界面,这样工作人员不必到现场就可以解决运行过程中出现的错误,从而实现管理的自动化、智能化。测控方式的网络化是未来测控技术发展的必然趋势,能够充分利用现有资源和网络带来的种种好处,实现各种资源有效合理的配置,同时还可以实现真正意义上的VI。
参考文献
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[5]王化祥,张淑英.传感器原理及应用[M].天津:天津大学出版社,1999.
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[7]王旭.人工神经网路原理与应用[M].沈阳:东北大学出版社,2006.
[8]郑明山,汤玉B.模糊神经网络控制器算法的研究[J].中国水运,2007(3):114-115.
环境监控系统篇2
【关键词】机房动力环境监控系统 建设方式 智能化监控
1 机房动力环境监控系统构建原则分析
1.1 开放性
机房动力环境监控系统是属于一个集成控制系统，具有一定的开放性。但是，在建的过程中，由于不同子系统，不用产品间接接口、协议的“标准化”的有效连接和融合，可以使它们之间具有一定的互联性和操作性，以此为该系统的运行提供良好的数据接口、网络接口、系统和应用软件接口，以此在最大程度上保证了机房动力环境监控系统的正常运行。
1.2 可靠性
在机房动力环境监控系统构建的过程中，主要是利用集成软件的连续无故障方式，这样在一定程度上可以提升了机房动力环境监控系统的安全、稳定等性能，避免出现不必要的故障，影响了机房的正常运行。
1.3 适用性
机房动力环境监控系统也具有很强的适应性，通过相应的技术形式，可以将机房设备运行的状态，进行实时监控。同时，在机房动力环境监控系统构建的过程中，会从运行的目的等方面，展开该项系统的构建工作，并且在该项系统的内部会设置相应的监控管理装置，对可能发生的因素，进行全面的排除，从而避免一些不必要的事故发生，保证了机房动力环境监控系统的正常运行。
2 机房动力环境监控系统的构建方式
2.1 管理系统的构建
2.1.1 集中化管理系统
集中化管理是机房动力环境监控系统构建中，非常重要的一项的构建内容，重要是采用可视化***形界面的形式，将机房系统的运行状态，可以直观的显示出来，例如：设备状态信息、运行信息、警告信息等方面，这样工作人员在操作管理的过程中，其操作流程也相对较为简单。
2.1.2 数据管理
在机房动力环境监控系统构建的过程中，应当利用相关的数据处理和记录等等方面的技术，对系统运行信息、操作信息、报警信息等方面，进行全面处理，并且将其进行全面的记录。并且，在显示屏中，通过利用日志、报表、***形、曲线等方式，在显示屏幕上，进行全面的显示，从而为该项系统在后期维护和检修等方面，提供了重要的参考信息。
2.1.3 远程管理
主要是利用B/S、C/S等技术形式，以此有效的实现了机房动力环境监控系统中远程管理功能，这样可以在最大程度上保证了工作人员随时掌握机房的运行情况。
2.2 动力环境监控系统的构建
2.2.1 温度以及湿度系统的构建
机房在运行的过程中，其温度和湿度会有着不同程度上的变化，若是没有控制好，就会影响机房的正常运行。因此，在机房动力环境监控系统构建的过程中，应当对温度以及湿度系统进行全面的构建。应当对机房的温度以及湿度，进行全面的监控，从而与空调实施联动的运行模式。另外，在构建的过程中，应当对机房湿度以及温度的变化范围，进行全面的设定，这样可以在最大程度上保证机房处于恒温的状态下运行。例如：可利用配电柜监测的形式，对机房的能源就进行全面的监测。同时，在设备运行的过程中，实时反映电能质量数据。并通过数字通讯上载至后台环境控制系统，以达到对整个配电系统的实时监控和运行质量的有效管理，保证了机房处于安全、稳定的运行状态。
2.2.2 新机风
该项装置主要是利用相应的开关装置，并且与消防系统实施联动装置，这样一旦有意外的事故发生的时候，尤其是火灾等事故，该项设备可以进行自动的关闭，避免遭受到更大的损失产生。
2.3 消防监控系统
在该项系统构建的过程中，主要是利用的报警信息技术，并且与门禁系统与视频监控系统进行有效的连接，实施联动系统装置，有效的实现了自动开启和自动弹出的监控形式，这样可以在最大程度上保证了机房处于安全、稳定的运行状态。例如：在监控的过程中，可以利用ups电源监测系统，该系统在运行的过程中，主要是利用计算机技术、网络技术，向其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，ups电源监测系统将电稳压后供应给负载使用，此时的ups电源监测系统就是一台点稳压器，同时它还向机内电池充电；当有事事故停电时，ups电源监测系统立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220的电流，使负载维持正常工作并保护负载软、以此在最大程度上保证机房的正常运行。
2.4 保安监控装置系统
保安监控装置是机房动力环境监控系统构建中，非常重要的构建系统，主要是对机房内部工作人员的出入情况，进行全面的监控，并且进行实施的监控。同时，在构建的过程中，与远程系统进行有效的融合，从而实施远程开门的操作形式。另外，在机房动力环境监控系统构建的过程中，主要是利用刷卡、密码、指纹等验证防止，这样在开关出现异常的时候，可以通过远程系统，及时向相关人们进行反应，从而在最大程度上避免机房发生不必要的事故发生，保证了机房的安全、稳定等性能。
3 结束语
综上所述，本文对机房动力环境监控系统构建过程中的相关内容，进行了简要的分析和阐述，通过利用管理系统、保安监控装置系统、消防监控系统、动力环境监控系统等方面，可以有效的提升了机房的安全、稳定等性能，保证机房中的各个设备以及系统，都处于安全、稳定的状态，将机房动力环境监控系统的作用以及优势，得以充分的发挥。
参考文献
[1]唐立新，刘新锋，徐新艳.机房动力环境监控系统应用研究[J].信息技术与信息化， 2014（03）：81-82+118.
[2]孙宇飞.机房动力环境监控系统设计及应用[J].信息技术与信息化，2014（09）：154-156.
[3]帅明，杨得耀，敖令攀，谢娅萍.机房动力环境监控系统研究综述[J].软件导刊，2015（03）：4-7.
[4]梁莺.论构建智能化机房动力环境集中监控系统[J].邮***研究，2014（01）：5-8.
[5]李伟.浅谈机房动力环境监控系统建设[J].通讯世界，2016（22）：259-260.
作者简介
向熔（1985-），男，湖北省黄冈市黄梅县人。大学本科学历。现为浙江省广播电视服务中心助理工程师。主要研究方向为供配电系统。
环境监控系统篇3
【关键词】机房监控；动力环境监控系统；组织原则；环境设备
引文
目前，机房的数量随着计算机以及通信技术的发展不断增加，计算机系统或通信网络的核心设备主要放置在机房，并且机房里有许多设备在24小时内都处于监控状态以保证设备的正常运行，如果设备中出现任何一种意外情况，都会对机房中的各系统的正常工作带来严重后果，所以，在机房安排人员每天都要坚守，这不但浪费人力，而且还容易出现疏漏，后果不堪设想，因此，应用自动监控系统对机房的监控与报警十分必要。本文在机房动力环境监控系统设计方案中的目标就是让通信标准接口和一体化通信网络将各个子系统集成到一个计算机所能支持的平台上，形成一个较完整的机房中心环境的集成监控和管理界面，并且通过一致的***形化人机界面从而实现各子系统的实时监视控制和管理工作，而且能及时在这些子系统发生故障时向管理人员报警，从而方便管理人员及时的进行工作补救，避免出现严重影响。
1 网络现状与需求分析
现在，大部分有线电视网络集团基本都已完成一体化的网络整合，实现网络的集中管理，为保障机房动力及环境的稳定提供，需要实时监控的内容主要包括各级机房的动力、环境、安全等，详细如下：
监控各级机房动力系统的运行情况，主要包括：高低压配电设备、备用发电机组、开关电源、UPS电源、蓄电池组等动力设备的运行情况。机房环境和安全的集中监控包括：空调设备运行、温湿度、视频监控；防火、防盗、防入侵等内容。
在分级管理上要求如下：（1）动力与环境集中监控系统建成后，省核心机房作为集中监控系统的监控中心，可以监控管理全省机房的动力与环境现状；主要监控状态上传至省网管中心，并可在大屏集中监视系统中显示。（2）各地市总前端机房作为集中监控系统的区域监控中心，监控管理各地市总前端、分前端机房的动力与环境现状。主要监控状态上传至省核心机房监控中心；各地市分前端机房设监控单元、监控模块，监控管理各分前端机房的动力和环境现状，监控状态上传至区域监控中心。
2 系统结构设计
2.1 系统设计原则
充分利用现有资源，力求精简、节约投资，增加系统的实用性、可用性。系统设计充分考虑系统平滑扩容和升级能力，数据采集及控制器等硬件设备在配置上留有一定的冗余量。以适应公司业务发展和管理的需要，避免重复投资。应考虑监控系统接口的开放性，充分考虑未来监控系统与综合网管及其他相关系统的接口。在保证本设计监控接人的基础上，实现后续机房和扩容机房的无缝接入；监控系统硬件设备和软件必须满足现已的全部技术规范和要求，能够满足系统长期建设和发展的需要，最大限度地保护用户投资。
2.2 系统结构概述
监控站用来实现各种上层应用以及系统配置，管理人员可以通过B/S、C/S两种方式进行数据管理、安全管理、配置管理、报表管理。
监控中心安装前置通信服务器和数据库服务器。通信服务器通过通信模块采集监控模块采集的监控数据，并将采集数据存入数据库；同时，通信服务器响应监控站下发的命令，进行数据的立刻采集，并将数据返回到监控站进行显示。
通信模块由多功能控制器组成，通过网络与监控主机进行通信，它是监控模块与监控主机的通信桥梁。多功能控制器完成将监控模块采集的各种数据传输到监控中心主机。一个多功能数据控制器提供多路RS232或RS485/RS422接口，其中一个RS485接口可以连接多个监控模块。监控模块与被检测设备通信，定时进行监控信息的采集，并执行相应的数据处理或控制操作，再把处理结果和告警信息传送到监控中心，由监控中心进行数据的处理和报警信息的。
3 系统功能概述
3.1 配置管理
配置管理主要包括运行参数配置和监控对象参数配置。运行参数配置包括数据管理参数配置、报警参数配置、报表参数配置等。所有参数配置只能由具有权限的系统管理员才能进行配置和修改。如配置或修改不当，运行出现故障时，系统会自动将数据恢复到上一次正常状态。监控对象参数配置包括新增、删除、修改监控对象的监控参数。如修改不当，系统会在下一次启动时自动恢复上一次正常状态。所有修改监控参数操作均可为***时，则不必重新启动系统，只需要保存所修改后的监控参数即可。
3.2 安全管理
一般来讲，系统都具有较为完善的权限分级管理功能。权限主要划分为系统运行参数管理权限和监控对象管理权限。前者一般包括查看和修改权限；后者主要包括参数更改、数据采集、查看、监控对象控制的权限。对于监控对象的管理在进行权限划分时，既可以将指定监控对象的指定权限分配给某个用户，也可以将其所有权限分配给某个操作者；对于系统运行参数管理，可以将查看权限、修改权限分别赋予不同的操作者，也可以赋予同一操作者。
环境监控系统篇4
关键词：通信机房；动力环境；集中监控系统
中***分类号：TN991文献标识码： A
引言
随着通信技术的发展和通信网络运维技术的提高,通信机房动力环境集中监控已普遍应用到各个通信运营商,成为通信设备正常工作的基础保障。集中监控的基本目的是对机房动力设备及环境进行实时检测、控制及信息处理,用准确、快速、真实的数据全面表征各动力设备运行状况及环境情况,完成运维人员日常
巡视和设备测试工作,并通过观察某些设备运行参数和历史曲线及早发现设备故障隐患,杜绝动力设备和空调设备故障的发生,实现机房动力、环境的集中监控、集中维护、集中管理。
一、动力设备及环境监控系统中的主要技术
1、数据采集技术
在数据采集子系统中，被监控信号的测量至关重要，被监控信号按照特性可以分为模拟量和开关量。
1.1 模拟量采集技术
模拟量是指随时间连续变化的量，这些信号的测量，需采用模数转换设备将模拟量变成数字量后才能适合计算机采集。智能设备的模拟量信号由监控单元完成采集，而非智能设备的模拟量信号需要增加数据采集器、传感器、变送器等来完成采集，将非电量信号转换为适合采集器输入特性的电量信号。
1.2 测量原理
1.3开关量采集技术
开关量是指不连续变化的、具有确定的几种状态的量，最典型的是仅有“0”和“1”两种状态的开关量。非智能设备的开关量信号采集也需要增加开关量传感器和采集器。
2、监控系统中常用的数据传输技术
1.1 E1中继传偷技术
E1中继线路上传输2M的码流，有信道化E1和非信道化E1两种资源。信道化E1(CE1)定义了帧结构，每帧32个时，其中TS()用于同步，TS1G用于信
令，其余用于传输数据，在动力设备及环境监控系统中，2M的某一个时隙可以用于基站与端局监控主机之间的数据传输。在基站2M的某时隙传送数据时，需要在基站配置2M抽时隙设备，在监控中心通过具有时隙交换能力的设备做半永久连接或增加DX(:数据收敛设备，传输监控数据。非信道化E1中整个2M可以用于监控系统中两个传输节点之间大量监控数据的传输(如监控系统传输汇聚节点到监控中心的监控数据传输)。
1.2 IP传偷技术
局站动力环境监控的串行数据，通过传输设备转换为IP数据包，并通过以太网口接入到已经建好的IP数据网络中，监控中心的端局监控主机接入IP数据网就可以采集到各局站的动力环境监控数据。
1.3 数字公务信道技术
如果E1中继线路紧张，而又没有IP承载网络，也可考虑采用数字公务信道传送基站动力环境监控数据。由于一条链路上传送有多个基站的监控数据，各个采集设备的上报波特率必须相同而地址不同，上位机采用“分时轮巡”的方式采集数据。数字公务信道有广播方式的，也有点对点方式的，如果是点对点方式的，还需要在每个基站上增加通信串口转换器来进行桥接组网。这种传输方式因采集
速度慢、稳定性差而应用较少。
1.4 短信传送技术
短信传送信息，主要用于监控中心的告警输出，当有告警产生时，可以将相关告警通知相应的维护人员或值班人员，对设备告警做相应处理。短信告警输出的方式有两种，一种是采用无线MODEM的方式，这种方式实现起来相对简单，另外一种方式是监控系统软件通过短信中心来发送告警信息给维护人员，这需要监控软件与短信中心通过一定的协议来实现，需要双方的配合，实现难度相对较大。告警短信只能作为监控中心值班的一种辅助手段，监控中心的值守才是主要手段，因为告警短信有时延时较大，特别是节假日，由于客户的短信信息量太大，短信是排队发送的，延时会更大。
3、基本组网技术
根据局站与中心的连接方式可分为三种基本组网方案，在实际组网时一般是多种基本方案混合组网。
1.1 多串口卡组网技术
这种技术方案主要用于基站与监控中心的端局监控主机间的组网，传输到多串口片的端口上的数据是串行数据，一个端口上可以是一个基站的数据(如2M抽时隙点对点方式)，也可以是多个基站的数据。
1.2 基于路由器的组网技术
这种技术方案主要用于枢纽局监控单元 (SU) 与区域监控中心 (LSC）间的组网、区域监控中心与集中监控中心 (CSC) 间的组网。
1.3 远程访问服务器的组网技术
这种技术方案主要用于数据量较大的远端局站与监控中心间的组网，端局监控主机与监控中心局域网构成一个局域网。早期建设的监控系统多采用第一种方式进行组网，日前一般采用第二、第三种方式进行混合组网，实现监控系统的全TCP/IP组网结构。
二、动力设备及环境监控系统网络结构
1、网络拓扑结构
日前在用的基站动力环境集中监控管理系统多采用逐级汇接的三级网络拓扑结构，由集中监控中心、区域监控中心和现场监控单元组成，如***1所示。一般一个地区的监控系统由一个监控厂商承建，而负责省中心建设的厂商则需要实现与全省区域中心的互联。根据相关标准的规定，需要双方都要遵循接口的规范，才能方便的实现系统的互联，满足全省基站的监控与管理。区域监控中心LSC:动环监控系统根据以地市为维护单位的原则设置区域监控中心LSC，负责对本地区所属电源设备、机房环境进行集中监控。LSC通过B接口接收现场监控单元(FSU)上行的数据，动态显示监视刘一象的当前状态及参数。LSC:通过接口将监控数据上行传送给集中监控中心(CSC)，同时也通过C接口接收集中监控中心(CSC)一行传送过来的控制命令、参数设置、数据查询、时钟校准等信息，并在需要的时候，通过B接口发送给现场监控单元(FSU)。LSC:具备遥信、遥测、遥控和遥调、告弊管理、配置、安全管理、报表、通信管理、显示和打印等多种功能。集中监控中心CSC:功能模块和LSC基本一致，只是管理权限和级别更高。CSC接多个区域监控中心LSC的数据，并在同一操作平台、同一界面上显示和管理。日前常见的监控系统的全TCP/IP组网结构如***2所示。
2、监控系统传输方式
在基站监控系统中，CSC和LSC之间有丰富的传输资源，可以根据传输现状和维护的需求，采用灵活的组网方式，如采用IP承载网提供10/100M以太网端口，完成LSC/CSC的互连互通;基站FSU与LSC之间的传输资源相较少，常见的传输方式主要有抽取时隙方式、2M方式、IP方式。"2M+IP"和混合方式是日前的主流传输方式，如***3所示，基站监控单元和监控中心之间采用SDH或PTN传输网络进行数据传送，在监控中心和基站分别配置E1/IP网络转换器，使监控系统组成一个局域网。若基站传输设备可以直接提供IP网络接口时，也可将基站单元直接接入IP承载网络，减少增加中间E1/IP转换设备。"2M+IP"和混合方式使得监控系统在逻辑上组成了一个IP网络，每个基站监控单元配置IP地址，方便维护和管理。
3、监控对象及内容
现场监控单元(FSU)位于监控系统的最底层，根据机房监控对象及内容即可确定各FSU的基本结构。被监控对象按功能分为动力和环境两大类，动力类包括高压配电、低压配电、UPS、油机、电池组、空调等，环境类包括、门禁、烟感、温度、湿度等。被监控刘一象按采集方式分为智能设备和非智能设备两大类，智能设备本身具有数据采集和处理能力，并带有智能接口，可以与上位机通信;非智能设备本身不具备数据采集和处理能力，需要增加传感器、变送器和采集器来完成数据采集和上报。
按照上述分类，通常移动基站监控对象的动力设备为:交流配电箱、开关电源、蓄电池、空调等;环境量为:温湿度、红外、烟感、水浸、门磁、智能门禁、***像监控等。通信局枢纽楼的监控对象动力设备为:高低压配电设备、柴油发电机组、不间断电源、逆变器、整流配电设备、电池组;环境量同移动基站一致。对于智能设备直接通过串口直接接入一体化采集器，对于非智能设备则通过增加传感器、变送器后接入一体化采集器。采集器与设备如下***所示：
三、、需求分析
1、具体概况
某局是电信单位，能够提供非常多的电信基本业务，直到现在，全国各地的通信局均有所覆盖，但是对于集中监控系统来讲，其在投入运行方面与具体建设方面都不能完整投入，因此在进行通信局管理时不能进行完善管理。研究通信传输方式发现，该局SDH已经成功建成，其数字电路以及IP 传输专线电路也非常完善，拥有***网络，与互联网之间也已经进行充分隔离，并且具备拨号以及 EI 等非常多的条件，正是因为这些优点加快了通信组网建设的速度。
2、系统需求内容
1.1 大容量数据。集中监控系统在具体的运行过程中，会出现非常大的模拟量以及数字量等相关数据，这些数据在集中监控系统中是非常重要的资源，如果失去就会对该系统造成严重的影响，主要表现在不能够有效确保通信机房的安全等。
1.2 持续性介绍。集中监控系统属于非常典型的 24h/7d不间断系统，该系统非常可靠安全。
1.3 管理。该局在进行管理的过程中应用集中监控系统能够明显将管理工作力度加强，并且可以将领导决策进一步优化，工作人员的工作效率也明显提高，最终实现了通信机房的最优化。
四、解决方案
1、要求建设标准化。对于我国而言，监控设备在使用的型号以及品牌等方面都存在较大的差别，并且数据格式以及通信协议也不尽相同。对此做好数据传输设备、采集设备、显示设备以及存储设备的统一工作显得极其重要，使信息传输接口标准化是该局集中监控最为主要的内容。
2、要求建设安全化。建设安全化主要指的是供电、人员以及物理这三方面的安全。供电安全主要指的是监控系统应该选择没有间断电源供电以及通信局接地系统。人员安全的主要内容是能够确立专人责任，之后向其努力灌输具体的安
全理念，并且保证能够快速形成安全意识。然后对相关人员进行全方面的安全培训，将所有人员的安全管理技术有效提高，确保系统的运行安全。物理安全具体指的是监控主机、监控专网以及互联网等，其需要进行相关的物理隔离，最终保障整个设备以及设施能够得到安全管理与控制。
3、SAN 的大容量存储。系统监控子系统对有关数据的存储空间有着非常高的要求，对于 SAN 而言，其实现成本非常低并且性能较高，具有非常多的优点，能够有效提供存储网络的解决方案[2]。
4、极其丰富的维护管理功能。上位机软件主要是通过对运行的数据、相关的设备资料以及具体的操作记录进行详细分析与统计，能够成功对系统进行必要维护，为运维综合管理也提供了非常有利的手段，加强了管理力度。此外还能够充分发挥出一些具体的作用，包括历史数据的作用和实时报警的作用，这样便为系统维护管理工作提供非常大的支持和帮助。除了上述内容之外，其还具有非常多的功能模块，例如科学有效的安全管理、迅速准确的通信管理、完善的配置管理以及性能管理等。正是因为这些强大的功能，成功为维护工作奠定了坚实的基础。
结束语
通信机房动力环境集中监控系统的应用,节省了运维工作的人力和物力,运维手段由技术型的集中监控、集中维护、集中管理代替了传统的人工维护。优化了维护体制,降低了运行维护成本。从现有集中监控系统技术和应用发展上看,系统的可靠性和实用性上仍有许多不足和改进之处。系统供应商必须进一步深化集中监控的技术发展应用,提供高性价比系统。同时运营商也要不断提高维护管理机能和效率,改革、创新,为国内通信事业发展作出贡献。
参考文献：
环境监控系统篇5
关键词：集中监控、传输方式、IP组网、串口服务器
1、引言
随着现代通信事业的迅速发展，通信电源系统的规模也越来越大。点多面广、种类繁多的动力设备，给维护工作带来极大的困难。在不增加维护人员的情况下，延用传统的看守式昼夜值班、现场操作已经无法满足动力设备正常运行的需要。为提高动力设备运行的可靠性与稳定性，保障通信设备的正常运行，通信行业于2000年前后引入了动力设备及环境集中监控系统。随后几年，经过多次扩容，扩大了监控网点和监控范围，完善了监控网络性能，充分发挥了监控系统的功能，实现了少人或无人值守。近年来，尤其是光进铜退实施以来，机房模块点大幅增加，设备量也大幅增加，而人员却逐步分流到市场一线而大幅减少。利用原来一半的人员维护较原来增加一倍的设备，动力设备及环境集中监控系统发挥了关键的作用。然而，十年来，动力设备及环境集中监控系统软硬件设备逐步老化，性能下降，故障率大幅增加，存在了严重的安全隐患，急需改造更新。现依照枣庄联通动力环境监控系统现状，对监控系统改造方案进行可行性分析。
2、枣庄联通动力环境监控系统现状
枣庄动力环境集中监控系统如***2-1所示。
该系统传输组网方式为混合式组网方式：从模块局、支局到331局采用MODEMPSTN组网方案（固定电话半永久性连接）；从331局到监控中心采用基于路由器组网的方案。
3、监控系统传输方式改造分析
3.1 传输方式改造的原因
动力设备及环境集中监控系统自2000年建设之初到现在已经十年了，电源设备、监控设备也明显老化，故障率大幅增加，维护量也大量增加。由于故障率的大幅增加，经常出现设备采集不到或采集不上来的现象。因此，整个动力系统的设备安全性也大幅降低。
设备监控不到主要有以下原因：
1、 设备自身的监控单元故障。如：整流器的监控模块。
2、 连接监控设备的串口故障。如：油机发电机组的监控串口。
3、 监控设备故障。如：OCE、OCI-6等
4、 监控数据上传路由故障。如：电话线断、MODEM毁坏等。
其中，第4条监控数据上传路由故障带来的负面影响最为严重。因为每个监控网
点都有多台设备被监控（如：整流器、电池组、油机发电机组、高低压配电、空调等），其中一个设备监控不到，可以根据其他可以监控到的设备运行情况判断分析。而如果监控数据上传路由故障，则整个监控数据无法上传，如同没有监控。因此，监控数据传输网络的安全至关重要。
随着现代通信事业的迅猛发展，新技术、新产品层出不穷，原有MODEMPSTN组网方案逐步呈现出以下问题：
1、数据传输速率过低（为了考虑稳定性，传输数率大多设为1200），不能承载大的数据流量，数据实时浏览性不够及时。
2、数据传输受电话线质量影响大，有时干扰很大，导致两端MODEM不能连接。尤其是建设较早的机房，设备、线路严重老化，线路质量差。
3、直流MODEM由于长时间不间断运行，毁坏或吊死的故障率较高，且更换费用较大。
4、由于是端对端设备，中心MODEM数量与监控端局数量相对应，监控的端局越多则监控中心设备越多，且拨号声不断。
5、人为原因造成电话故障较多。如：割接时漏割或割接错误，电话线人为误截断或撤掉等。
6、故障处理难度增加。尤其是电话设备智能网改造以后，电话需要假号码连接，且电话不通时的回铃音也各有不同，给维护带来极大的判断难度。
7、监控的每个模块局需要提供中心、底端两个电话号码，监控的端局越多则监控中心需要的电话越多，维护、管理难度大。
3.2传输方式改造方案
由于光进铜退工程的实施和数据通信技术的迅速发展，光缆资源的大量普及使得数据资源充足，在低端模块局采用IP组网方式的条件已经完全具备。
IP组网方法：将中心MODEM及底端MODEM全部去掉，在监控端局一侧增加一个串口（R232/RS422/RS485）转IP的串口服务器（直流48V输入且支持IP地址设置），通过网线连接到底端交换机上，占用其中一个端口，由数据专业配置给底端串口处理器一个IP地址，使它能够通过数据网络PING通中心端的服务器（即：由数据专业虚拟出来一个透明传输通道），从而实现数据上报。在中心一侧，原来的监控主机可以去掉，仅需要从数据专业侧端口连接到监控系统自身网络即可。
网络拓扑如***3-1所示。
采用IP组网方式的优点是：
1、节约了设备运行成本：由于只在底端增加一个串口处理器，去掉了底端及中心的所有MODEM，即中心没有任何设备，更换成本低。
2、维护更方便：采用PSTN方式，数据传输不通时，很难判断是否是电话线线路质量问题还是MODEM的原因。而采用IP方式，则很容易通过计算机来判断故障点，能够及时发现传输故障问题，排除传输故障更简单。
3、 传输质量稳定且及时：采用IP方式相对于PSTN传输质量有很大提高，由于带宽增加，可以实现数据的实时传输。
4、前置机的接入能力大大提高，有利于后期扩容。原来1台前置机一般接入30个端局，使用IP方式后，可接入100个端局，而且不需要多串口卡等配件，大大减少了网络结构的复杂性，提高了网络的效率。
5、可以节省中心监控终端数量：由于PSTN传输方式采用MODEM与计算机通信，在中心增加了多串口卡，需单独占用一个计算机，而如果采用IP方式，由于中心没有任何设备，则可以将模块局单独占用的计算机节省出来，只需将监控配置数据更改到其它监控终端上即可。
6、组网方式简单、扩容方便：此方式可以广泛的应用于小型的有IP资源的模块局、接入网的监控，为以后的模块局监控扩容奠定了基础。
7、节省维护费用。由于使用的硬件设备减少了一半以上，硬件故障更换成本也相应的下降一半。由于使用的串口服务器是通用产品，采购成本也可以大幅下降。
3.3 动力环境监控系统改造意义
1、企业竞争和发展的需要：随着通信行业的迅猛发展，通信企业间的竞争不断加剧，“网络质量是通信企业的生命线”，网络质量领先是通信企业的绝对竞争优势，稳定的动力设备和优良的机房环境是保障网络质量领先的必要条件。为了提高运行质量保障能力和运维管理低成本运作能力，必须加强动力环境集中监控系统建设。
2、节省人力成本的需要：正是由于动力环境监控系统的应用，动力设备数量迅速增加、人力基本不变甚至减少的矛盾得到了很好的解决，通过实时监控、告警处理、工单管理等手段，维护工作有的放矢、执行有力，运行质量稳步提升，重大断电事故率明显降低。
3、设备优化和技术改造需要：设备性能评估，通过统计分析历史数据，对设备的性能进行评估，并作为设备大修、改造或更新的依据。设备考核与选型，统计各厂家各型号设备故障率、平均故障修复时间、重要告警总历时、电源效率、误告警率、平均使用年限等，对设备进行综合考核，将同类设备分厂家进行排序，作为选型时的参考。
4、机房管理的需要：利用监控门禁系统，准确掌握机房出入人员情况，有效解决了防盗问题，实现了机房安全管理。
5、设备维护的需要：通过查询、统计、分析设备的历史告警情况，结合设备使用年限，对设备的故障趋势预测，提前做好预防性维护和计划性更新工作，降低故障率，延长设备使用寿命。
4、结束语
环境监控系统篇6
关键词：智能变电站；辅助控制系统；应用
中***分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：
一、概述
智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术的集成应用，实现全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境的全天候状态监视和智能控制，以满足电力系统安全生产的要求，同时，本系统可满足变电站安全警卫的要求。同时以网络通信（IEC61850协议）为核心，完成站端音视频、环境数据、火灾报警信息、SF6、门禁控制以及安全防范等数据的采集和监控，并将以上信息远传到监控中心或调度中心。系统采用分层、分区的分布式结构，按智能变电站物联网辅助监控系统省级主站系统、智能变电站物联网辅助监控系统地区级主站系统和智能变电站物联网辅助监控系统站端系统三级构建。每级系统包含管理服务器、认证管理服务器、流媒体服务器、录像服务器、通信服务器、客户端以及接口系统等。
二、系统架构
三、系统功能
1.系统功能
整个系统由功能模块组成，可实现视频联动、周界联动、消防联动、主设备状态联动、空调远控、采暖远控、灯光远控、集中排水监控等功能。具体功能包括:(1)视频接入控制单元:负责视频系统的接入与控制，以及与其他系统的相互联动。可实现对主要区域及主要设备的视频监视、录像并与其他系统的视频联动。(2)周界报警控制单元:负责周界报警系统的接入，可实现周界安全防护、报警时提醒相应人员、联动视频查看、录像等功能。(3)消防报警控制单元:负责消防报警系统的接入，可实现消防报警状态监测、当发生报警时提醒相应人员、联动视频查看、录像等功能。(4)主设备状态控制单元:负责主设备状态信息的接入，当发现被监测设备出现故障，可自动发出警告，联动视频进行查看。(5)空调远程控制单元:负责空调系统的远程监控，根据现场环境信息，智能调节空调的运行模式。(6)采暖远程控制单元:负责采暖系统的远程控制与状态采集，根据预先设定的方式，对相应电暖器进行控制。(7)灯光远程控制单元:负责灯光系统的远程控制与状态采集，根据预先设定的方式，对室内、室外灯光进行控制。(8)集中排水监控单元:负责集中排水系统的远程控制与状态采集。水位过高或过低时，可报警并自动采取相应控制策略。
2.各子系统功能
(1)视频监控子系统
本站设置一套视频监控子系统，系统由三部分组成:前端摄像机，嵌入式硬盘录像视频服务器，视频信息传输通道、视频管理平台。嵌入式硬盘录像视频服务器的主要作用记录前端摄像机所采集的***像，同时接收由服务器传送来的报警信号，根据预先的设定，来调用不同摄像机转向其预置位，用来查看相应设备所出现的异常情况并将信息保存下来，以供事后调看。视频监控子系统能够完整地观看到变电站内主要设备的运行情况。当接收到其他系统传递过来的报警信号时，能够调用相应的摄像机对报警情况进行查看，并在系统中弹出视频窗口，用以提示值班人员进行查看。具体可实现如下功能:(a)主要区域及主要设备的视频监视、录像作为整个智能辅助控制系统的核心，要求能够完整的观看的变电站内主要区域及主要设备的情况，并将得到的视频信息保存下来，以供日后调看。(b)与其他系统实现视频联动当接收到其他系统的报警信号时，能够调用相应摄像机，并自动调至相应预置位，对报警情况进行查看，同时在系统中弹出相关视频窗口，用以提示运行人员查看。(c)智能视频分析视频监视子系统可对重要区域，特别是主要设备周围进行安全警戒分析。一旦有满足预设条件的目标进入警戒区域，系统会主动告警，在视频管理窗口上弹出告警信息，提醒相关人员注意，同时调动相应摄像机进行跟踪和录像。
(2)周界防范子系统
本站周界防范采用的是高压脉冲电网。整个高压脉冲电网防护分为4个防区，在大门处为了解决电子围栏滑动连接问题，配有专用的接触式围栏结构。系统具备远程控制及报警功能，可以与视频监控实现报警联动。当周界防范系统报警后，视频系统可以根据报警设备及位置，及时转向报警区域，同时***像自动切换到监视器上，并可监听现场声音，将设备的报警状态及时记录，方便运行维护人员的查看和处理。同时还可实现视频、周界防范、照明三个系统的相互协作、联动。不仅可以在报警的同时看到报警现场的视频***像，监听到现场声音，还可以对报警现场灯光等设备进行控制。
(3)空调控制子系统
在本站设计中，既可以通过本地来管理和控制空调系统，也可以通过电力内部网络进行远程管理和控制。本系统可依据现场环境状态信息，对变电站空调系统进行智能远程监控。可在监控中心观察到空调系统的当前运行状态，实时了解其具体情况，并能够根据室内环境参数的变化，对空调系统进行远程监控。具体可实现如下功能:(a)可设定时间点自动定时开启和关闭空调。(b)可根据温度设定自动开启和关闭空调。(c)可本地自动监测空调的运行状态，并可采取故障联动控制。(d)可以远程观察到系统的当前运行状态，实时了解系统的具体情况。一旦设备发生故障，系统发出告警，运行人员可及时的通知维修人员进行维修。同时系统将当前状态记录下来，并能够智能分析出需要采取的动作，自动对设备进行远程遥控开启或关闭，也可以选择由操作人员手动控制。
***1空调子系统与相关设备联动示意***
四、系统应用
对于500kV、220kV变电站，智能视频分析、基于温度的监测、系统自愈等功能都可以提高重点设备的运行稳定，实现真正的智能化。对于110kV及以下的变电站，互联协作平台、状态监控、远程控制管理等功能可以实现智能管理、远程管理、远程维护，实现真正无人值守化。“变电站智能辅助控制系统”能够有效的整合变电站各个保障系统，实现统一管理、配合协作、信息共享，以达到变电站智能化管理目标;能够实现远程管理、远程控制，以达到变电站无人值守化目标;能够增强系统管理分析的智能化程度，大大提高系统的执行效率。随着国家电网公司对电网智能化改革步伐的加快，国家对新型变电站的建设也将越来越关注。“变电站智能辅助控制系统”也将逐步取代传统的变电站辅助管理系统，为变电站智能化管理、信息化管理、远程大规模联网管理提供强有力的支持，逐步实现国家电网公司提出的智能电网的信息化、网络化、智能化、集成化的建设和发展目标。
五、结束语
计算机及网络技术的发展推动了视频监控系统的发展，而变电站智能综合监控系统是变电站自动化技术的进一步发展。这一技术不仅极大的方便了遥视系统用户的操作和维护，还进一步降低了遥视用户的运行维护成本。该系统的广泛应用，使站内设备工况远程监控、远程操作辅助监视、站端工作行为监督和事故辅助分析等功能得以实现，便于设备维护和故障排除，从而提高了系统的工作效率和经济效益。
参考文献：
环境监控系统篇7
摘要：动力环境监控（以下简称动环监控）在动力系统运行维护中起着至关重要的作用，但早期动环监控却存在着稳定性、准确性等方面的问题，文章针对当前动环监控系统的组网方式及当前动环监控的问题进行详细分析，并提出解决措施，最终使动环监控系统得到进一步优化。
环境监控系统篇8
关键词：SHT11；C20；TSL230B；SEN0114
中***分类号：TP273 文献标识码：A
一、概述
温室大棚种植为人们生活水平提高带来了极大的便利。随着现代农业快速发展，农业技术智能化发展是必然趋势。用现代技术来改变温湿大棚中农作物的生长环境，缩短其生长周期，提高农作物的产量，幵发和研制温室环境自动化控制系统是有必要的。农作物单位面积的出产量角度出发，温室种植与传统农业相比，具有很高的单位面积出产值；从环境保护角度出发，温室种植不仅可以产出绿色的农作物，而且可以做到精确地控制化肥使用量以及其它添加剂的施加量，减少了对土壤和地下水的污染。
二、硬件设计框***
温室指通过人工干预对指定区域内温度、湿度、光照、土壤水分、CO2浓度等诸多环境因子进行调控，使之适合所培育农作物的生长需求。本文主要应用单片机和相应的传感器来实现对温室大棚环境控制。
系统硬件结构由电源、传感器、按键输入部分、显示报警、控制输出、总线模块组成。电源模块用于将交流电转换为系统所需稳定的各等级直流电源；传感器模块用于测量大棚环境温湿度、CO2浓度、光照强度、土壤水分等，传感器选用的都是数字型的。控制模块用于读取传感器输出的数字信号，处理后输出到显示模块显示各数值值，并与各数值上下限比较，超限时报警，并驱动智能输出模块动作。智能型温室大棚控制原理系统***如***1所示。
本文单片机选用STC89C52，它是种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器，低电压，高性能COMOS8的微处理器。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
三 、传感器的选择
1 温度调节。在最高温度和最低温度时，农作物生长发育停止，在最适温度时，农作物生长速度最快。在最高温度和最低温度时再升高或降低，农作物开始出现伤害甚至致死，适宜的温度对农作物的生长有着十分重要的影响。温度调节，在设定的上下限进行自动加温降温。本文降温设备采用窗帘风机设备，升温设备采用加热器。
本文选用了SHT11传感器。SHT11的四个引脚，DATA引脚接单片机的P1.1，在与单片机连接之间接个4.7KΩ的上拉电阻；STK引脚接单片机的P1.2，VCC与GND分别接单片机的GND和5V电源了。LCD显示器显示出当前的相对温度，高于设定值启动降温设备，温度低于设定值时启用升温设备；能设定24小时内3-4组不同的设定值在不同时间控制，并保持每天重复直至更改参数。
2 CO2的调节。CO2是植物进行光合作用的重要原料之一，在作物的整个生长期，都需要提供不同浓度的CO2。适宜的CO2浓度可以促使幼苗根系发达、活力增强、产量增加。二氧化碳浓度的变化将对农作物生长产生一定影响，通常农作物的产量会增加，但质量会下降。所有监控CO2的浓度变化是有一定意义的。
本文选用的二氧化碳浓度传感器是英国GSS的C20，该传感器具有响应速度快，低功耗，防水抗震动和精度高等特点。C20数字传感器四线连接就可以工作，其中从左至右分别为：接地、串行输入、串行输出、+5V电压。其中1引脚和4引脚分别接电源和地，2引脚和3引脚分别接单片机的P1.3引脚和P1.4引脚。
3 光照调节。光合作用条件是光，延长光照时间可以增加光合作用进行的时间，有利于农作物产量的提高；光合速率随着光照强度的增加而加快.但超过一定范围之后，光合速率的增加变慢，所以光照对作物的生长也起着十分重要的作用。
本文采用了TSL230B光照传感器来采集光照度。TSL230B有8个引脚，1、2引脚为灵敏度选择输入端；3引脚为输出频率使能端，低电平有效；4引脚接地；5引脚接电源；6引脚为输出频率；7、8引脚为输出频率分频系数选择输入端。
作物吸收的光能主要分布在红光以及蓝光的波长范围内，因此釆用低功耗高亮度的红蓝光源LED设计补光灯系统作为补光设备。农作物的生长离不开阳光的光合作用，系统根据采集到的光照度，控制开启LED设计补光灯系统以满足农作物生长的光照需求。
4 土壤湿度的调节。土壤湿度是影响作物生长的重要因素，掌握土壤湿度对作物生长有着重要的意义。在相对湿度较小时，如土壤水分充足，则作物蒸腾较旺盛，作物生长较好。若较长时间空气湿度处于饱和条件下，作物生长将受抑制，导致质量下降等。相对湿度太小，会加重土壤干旱或引起大气干旱，特别在气温高而土壤水分缺乏的条件下，作物的水分平衡被破坏，水分入不敷出，会阻碍生长而造成减产。
本文采用的土壤湿度传感器是SEN0114。SEN0114有3个引脚，其中GND接地，VCC接电源，DATA接单片机P1.5. 这是一个简易的水分传感器可用于检测土壤的水分，当土壤缺水时，传感器输出值将减小，反之将增大。土壤缺少就启动灌溉设备。
结语
温室大棚环境监控系统实现了对温室大棚内作物生长的环境的有效控制，可以实时监测到温度、湿度、CO2的浓度计光照，可以较好地智能控制作物各生长因子，使得作物生长在最为合适的环境中，可以大大提高了作物的产量与质量。
环境监控系统篇9
关键词：城市环境风险；监控预警系统；构建；应用
中***分类号：X84 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）05-0003-01
随着城市化进程的加快，人类活动对城市环境系统所产生的影响不断扩大，继而引发了城市环境问题，威胁到人类的生存和发展[1]。在数据库技术、计算机网络技术和GPS技术等快速发展的背景下，国内外学者开始积极研究相关的环境预警系统，提出城市环境风险监控预警系统的构建架构，以此优化其性能，提高预警的准确性与及时性，保障环境的稳定和人们群众的健康。
1 城市环境风险监控预警系统的构建
1.1 构建基础
城市环境风险监控预警系统的构建基础体现为三个方面：一是环境质量监测系统。在监测环境质量的过程中，通过监测体系的构建，借助传感器监测的准确、快速和灵敏等特征，基本形成一套可靠性能、高效率、快速传输信息的噪声、大气、水质实时监控网络，继而远程监控设备实际运行情况，远程实时传输环境质量状况，全面管理环境质量。通常该系统可分为人工和自动监测，其中人工监测包括交通噪声、降尘降雨、地表水等监测；自动监测则涵盖噪声自动监测站、水站等，及时分析环境质量数据，并将其与污染源的排放数据适当关联。二是监控指挥中心。该中心配置优异性能和种类齐全的机房系统、安全系统、服务器等[2]。三是污染源业务处理系统。城市构建的环保业务处理系统都会设计基本涵盖污染源的全生命周期，其涉及应急管理、环境监测、行***处罚等，形成统一的污染源台账，实现信息的高效利用。
1.2 构建目标
对于城市环境风险监控预警而言，其是在一定时空范围内，通过***监控、监察***等方式分析评价城市环境对象的实际情况，3S技术分析环境变化，预测未来发展情况，确定这些变化的速度、趋势和状况等，继而预报危害的程度及时空范围，结合相关警戒信息，增强应急处理和预警能力，为环境监控提供强有力的决策支持。该系统通常以信息技术为基础，综合利用物联网和3S技术等动态监测城市环境对象，在统一的监控预警平台中集成多源异构数据，综合监控预警城市风险。一般情况下，城市环境风险监控预警系统的构建目标有：①环境预测模拟：结合异常情况和自动监测数据，利用相应的预测模式来预测周边环境受体，提供事故管理决策。②基础信息库构建：构建城市基础数据库，按照不同类型的数据更新周期，开展城市环境风险管理。③环境风险实时预警和监控：以采集数据库为依据，当指标超过或接近预警线时，根据预警规则提前预警报告，然后分级预警。④智能化采集环境风险：主要是管理和采集日常监管的类别信息，可利用终端采集的方式对环境风险信息自动采集，结合采集的环境风险信息构建审核机制。⑤警情快速处理与流转：发生异常情况后，在处理人员中快速流转，并将其报告至相应责任人，以便后续跟踪处理与预警消除。
2 城市环境风险监控预警系统的关键技术和应用实现
2.1 关键技术
（1）风险信息采集。风险信息采集可分为人工采集和自动采集两类，其中自动采集信息的过程如下：以设定的采集频率为依据，大气、水质自动化监测仪器采集设备终端运行状态或相关污染指耸据，通过无线或有线的方式，将其传输至预警系统服务器；然后结合监测数据力度，对日均值数据和小时均值加以计算，利用人工审核的形式将这些数据存入审核库中，自动预警的预警限制[3]。
（2）基于GIS的可视化表达和环境预警模式。环境模型可准确描述各种环境过程和环境问题，有十分明显的空间特性，如大气扩散模型、水质模型等，但这些模型较难实现空间数据操作结果。而GIS有空间数据管理和空间分析的优点，可为环境模型提供空间操作规范，通过水和大气环境的污染机理，将GID和模拟数学模型集成，形成模拟的空间决策模型。可全面准确理解城市环境的实际变化情况，对环境污染变化进行动态监视，采取切实可行的措施来保护环境，促进环境质量的提高。
（3）预警流程。预警的流程包括采集信息、自动预警、人工审核确认等。通过人为方式判断风险信息，如工作人员在预警系统中直接输入日常监测和执行中出现的风险信息，然后通知相关领导，进入预警处理阶段。若采用自动监测数据，可将实际监测的污染指标数据和预警限值对比，若实际数据满足预警条件，可利用可视化方式自动提醒人员[4]。通常预警处理能通过短信或平台提醒等方式提交相关预警等级和信息，相关部门领导可进行后续跟踪处理报告。
2.2 应用实现
结合上文所述的城市环境风险监控预警系统的构建，环境科学研究院以常州市为例研制应用系统，并取得良好的应用效果，城市环境风险监控预警系统各模块的应用界面包括以下几方面：①日常监控预警界面，以各项预警指标信息为基础，展示预警级别，如果点击某预警位置，则能对某地所发生的预警信息进行查看。②环境风险预警模块界面，表示的是环境风险预警处理模式，多是提供自动和人工监测预警的查询、初报、续报、审核等功能。下***即高邮市水质污染矿山的模拟示意***，通过环境风险预警模块来提供以GIS为基础的可视化表达与环境预警模拟（***1）。
3 结语
城市环境的安全直接影响到人们的稳定生活和国家的长治久安，因此***府部门必须要高度重视城市的环境安全问题，科学处理好城市环境和城市经济发展的关系。经济的发展往往会污染环境，但不能以牺牲环境为代价，而是要通过科学技术的进步和发展来解决环境问题，通过高新科技来构建城市环境风险监控预警系统，降低城市环境的风险，提高风险信息监控的全面性和风险信息采集的有效性，全流程化处理风险预警，增强警情处理的时效性，实现城市的可持续发展。
参考文献
[1]范秀娟，吉东旭，邓文英.城市环境风险监控预警系统的构建与应用研究[J].环境科学与管理，2014，03：8-12.
[2]孙佳，杨紫旭.城市环境风险监控预警系统的构建及应用探讨[J].内蒙古科技与经济，2015，17：49+51.
环境监控系统篇10
【关键词】变电站机房;动力环境;监控;通信站
引言
机房动力环境监控系统主要是对机房设备（如供配电系统、UPS电源、防雷器、空调、消防系统、门禁系统等）的运行状态、温度、湿度、机房动力环境监控系统供电的电压、电流、频率、配电系统的开关状态、测漏系统等进行实时监控并记录历史数据，机房动力环境监控系统实现对机房遥测、遥信、遥控、遥调的管理功能，为机房高效的管理和安全运营提供有力的保证，使维护和管理从人工被动看守的方式向集中监控和无人值守的管理模式进行转变。该系统是对通信设备的维护工作上升到智能化的新阶梯。
***1 系统拓扑框***
1.系统整体设计
在整个系统的设计与构成上，集中监控中心应集成整个动力环境监控系统中的数据接口和通信的接口，通过集中监控中心的通信网络可对下面的区域监控站进行实时通信和管理。区域监控站可对动力环境监控系统的一个具体的功能模块进行实时监控，当其中一个功能模块出现故障时，整个系统可进行实时的联动，通过区域监控站的数据信息处理可以与上一级的监控中心进行数据的通信，并对外提供相应的查询、统计、分析和报表导出的功能。区域监控站与上一级的集中监控中心进行实时信息数据交互，当有报警信息出现时，会及时报警并将报警信息存储到相应的数据库中，当报警的数据信息超越了极限阀值时，系统将会做出联动反应。端局监控单元负责对前端数据信息采集，对采集的数据信息进行变换处理并进行实时分析，将分析结果反馈到系统的前端显示。系统拓扑框***如***1所示。
2.详细设计
根据被采集设备的性能可将监控对象分为智能设备和非智能设备。智能设备指设备本身装有一定数量的传感器、变送器，采集器和智能接口，它可以通过其通信协议、数据包等方式与监控系统直接通信。非智能设备不具备数据处理功能，也不具备智能接口。它需要先进行采集数据后再接入系统。
监控对象按照点特性可分为电量对象和非电量对象，对于电量对象，如电压、电流等，应先通过变送器将其转变成在采集器要求范围内的输入信号，然后再接入数据采集器。对于非电量对象，例如温湿度、水浸、烟感指数等，应通过传感器先将非电量对象转换成电量对象后再接入数据采集器。
2.1 UPS电源、蓄电池监测
通过由UPS厂家提供的通讯协议及智能通讯接口，对UPS进行监控，对UPS内部整流器、逆变器、电池、旁路、负载等各部件的运行状态进行实时监视，一旦有部件发生故障，系统会自动报警。通过***式电池监测仪，直流电流传感器等设备对UPS后备电池进行监控，对电池故障进行预警。
2.2 漏水监测系统
该系统包括漏水控制器、漏水感应绳、引出线、固定胶贴和电源等，其工作原理为：采用耐腐蚀，强度高的感应绳与控制器及其他附件，通过将用漏水绳将有水源的地方围起来，一旦有液体泄漏接触到漏水绳，控制器就会将信号输到监控站上，及时通知有关人员排除。
2.3 门禁系统
门禁部分具体由控制器、感应式读卡器、电锁和开门按钮组成。读卡方式为非接触读卡方式，持卡人只要将卡在读卡器附近晃动一次，读卡器就能感应到有卡请求验证并将卡中的信息（内码）发送到主机，主机进行检查卡合法性，然后决定是否开门。
2.4 空调监控系统
通过空调自带智能通讯接口及通讯协议，系统实时、全面诊断空调运行状况，监控空调各部件的运行状态与参数，并可通过软件在系统上或通过网络远程修改空调设置参数（如温度、湿度等），并实现空调的远程开关机。
2.5 消防监测系统
由消防控制箱给出的报警信号，通过监控设备开关量数据采集模块，将消防控制器上的干接点变化信号送到监控主机，实时监测机房内的火灾情况，即便无人值守，也可确定消防状态。一旦报警，系统可根据需要联动门禁系统打开所有的门锁，让工作人员能尽快脱离现场，并可以联动摄像机进行拍照。
2.6 其他监控系统
其他监控系统还包括发电机系统、配电系统、防雷监测、闭路监控系统、温湿度检测系统、网络以及应用系统监测、电力自动化系统监控系统等，可根据变电站现场的实际情况与要求来增减监控对象。
2.7 软件系统
综合考虑实际的使用环境、成本、可移植等因素，该监控系统的数据平台可选用微软公司的SQL Server 2000;操作系统可采用微软公司Windows 2000;前台应用程序机房组态监控系统，采用Visual C++开发而成;网络数据通讯采用TCP/IP协议。
3.结束语
变电站机房动力环境集中监控系统可实现各子系统之间的数据流动，具有的强大联动功能，减轻了机房维护人员负担，在提高了机房系统可靠性的同时提高了整个机房的运行效率，实现了对机房的科学管理，是建设智能电网的重要部分。
参考文献
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