一,、環(huán)保行業(yè)現(xiàn)狀
環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)作為國(guó)家環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)部門(mén),，是環(huán)境管理工作的重要基礎(chǔ)。隨著市民環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng),，越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)心所處環(huán)境質(zhì)量的好壞,，要求環(huán)境保護(hù)工作透明化；上級(jí)主管部門(mén)也需要數(shù)量大,、種類(lèi)多,、更新快的信息。所有這一切,，給環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)提出了一個(gè)應(yīng)引起重視的問(wèn)題：如何建立起實(shí)用性強(qiáng),、覆蓋面廣、靈活性好的環(huán)保數(shù)據(jù)采集" title="數(shù)據(jù)采集">數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),，滿(mǎn)足各方面對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息的需求,。
在環(huán)保系統(tǒng)中，常常需要對(duì)眾多的污染排放點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，大部分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)發(fā)送到管理中心的后端服務(wù)器進(jìn)行處理,。由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)分散,，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在環(huán)境較惡劣的地區(qū),，通過(guò)電話(huà)線(xiàn)傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半,。通過(guò)CDMA1x無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，成為環(huán)保部門(mén)選擇的通信手段之一,。污染源監(jiān)測(cè)設(shè)備可將采集到的污染數(shù)據(jù)和告警信息通過(guò)CDMA1x網(wǎng)絡(luò)及時(shí)發(fā)送到環(huán)保監(jiān)測(cè)部門(mén),，實(shí)現(xiàn)對(duì)排污單位或個(gè)人的及時(shí)管理，可以大大提高環(huán)保部門(mén)的工作效率,。
文中講的GPRS與CDMA1x無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信組網(wǎng)原理相同,，在本文中不對(duì)GPRS做詳細(xì)介紹。
二,、項(xiàng)目需求
環(huán)保數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由污染源排放監(jiān)測(cè)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)中心" title="監(jiān)測(cè)中心">監(jiān)測(cè)中心組成的污染源監(jiān)測(cè)系統(tǒng),。該系統(tǒng)可對(duì)污染源進(jìn)行自動(dòng)采樣、對(duì)主要污染因子進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè),；掌握城市污染源排放情況及污染源排放總量,，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)江h(huán)保監(jiān)測(cè)中心；由監(jiān)測(cè)中心的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總,、整理和綜合分析,；監(jiān)測(cè)信息傳至環(huán)保局，由環(huán)保局對(duì)污染源進(jìn)行監(jiān)督管理,。
目前,，各污染源排放監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝污染源監(jiān)測(cè)儀，對(duì)污染源進(jìn)行監(jiān)測(cè),。監(jiān)測(cè)中心接收監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)信息,；并負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行分類(lèi)、篩選和綜合分析,。環(huán)保局作為系統(tǒng)的決策中心,，對(duì)從監(jiān)測(cè)中心站獲得的監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行分析、調(diào)研,，及時(shí)做出管理決策,，增加管理力度。
目前,，省環(huán)保監(jiān)測(cè)站與各采集點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信主要采用手工抄錄或PSTN電話(huà)線(xiàn)傳輸,。采用電話(huà)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，由于每次撥號(hào)都需要等待,，速度慢,，而且費(fèi)用也較高,。同時(shí)，由于各監(jiān)控點(diǎn)分布范圍廣,、數(shù)量多,、距離遠(yuǎn)，個(gè)別點(diǎn)還地處偏僻,，因此需申請(qǐng)很多電話(huà)線(xiàn),，而且有些監(jiān)控點(diǎn)有線(xiàn)線(xiàn)路難以到達(dá)。
CDMA1x具有速度快,、使用費(fèi)用低的特點(diǎn),，其傳輸速度可達(dá)304kb/s。與有線(xiàn)通訊方式相比,，采用CDMA1x無(wú)線(xiàn)通信方式則顯得非常靈活,，它具有組網(wǎng)靈活、擴(kuò)展容易,、運(yùn)行費(fèi)用低投,，維護(hù)簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),。因此,，可以采用CDMA1x無(wú)線(xiàn)傳輸方式解決污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸問(wèn)題。
三,、方案優(yōu)點(diǎn)
中國(guó)聯(lián)通CDMA1x系統(tǒng)可提供廣域的無(wú)線(xiàn)IP連接,。在中國(guó)聯(lián)通CDMA1x業(yè)務(wù)平臺(tái)上構(gòu)建環(huán)保信息采集" title="信息采集">信息采集傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)保信息采集點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò),，縮短建設(shè)周期,，降低建設(shè)成本的優(yōu)點(diǎn)，而且設(shè)備安裝方便,、維護(hù)簡(jiǎn)單。經(jīng)過(guò)比較分析,，我們選擇中國(guó)聯(lián)通CDMA1x系統(tǒng)作為環(huán)保信息采集傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信平臺(tái),。
中國(guó)聯(lián)通CDMA1x無(wú)線(xiàn)環(huán)保污染源在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)具備如下特點(diǎn)：
1、實(shí)時(shí)性強(qiáng)
與短消息服務(wù)比較,，由于CDMA1x具有實(shí)時(shí)在線(xiàn)特性,，系統(tǒng)無(wú)時(shí)延，無(wú)需輪巡就可以同步接收,、處理多個(gè)/所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各種數(shù)據(jù),。可很好的滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求,。
2,、可對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)儀器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制
通過(guò)CDMA1x雙向系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行反向控制,，如：時(shí)間校正、狀態(tài)報(bào)告,、開(kāi)關(guān)等控制功能,，并可進(jìn)行系統(tǒng)遠(yuǎn)程在線(xiàn)升級(jí)。
3,、建設(shè)成本少低
由于采用CDMA1x公網(wǎng)平臺(tái),，無(wú)需建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只需安裝好設(shè)備就可以,，建設(shè)成本低,；
4、監(jiān)控范圍廣
構(gòu)建環(huán)保信息采集傳輸系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣,，擴(kuò)容無(wú)限制,，接入地點(diǎn)無(wú)限制，能滿(mǎn)足山區(qū),、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求,。由于環(huán)保信息采集點(diǎn)數(shù)量眾多，分布在全省范圍內(nèi),，部分環(huán)保信息采集點(diǎn)位于偏僻地區(qū),，而且地理位置分散。
5,、具有良好的可擴(kuò)展性
由于目前CDMA1x網(wǎng)絡(luò)已覆蓋省內(nèi)絕大部分地區(qū),，基本不存在盲區(qū)，可實(shí)現(xiàn)大范圍的在線(xiàn)監(jiān)控,，滿(mǎn)足環(huán)保信息采集傳輸系統(tǒng)對(duì)覆蓋范圍的要求,。
6、系統(tǒng)的傳輸容量大
環(huán)保中心站要和每一個(gè)環(huán)保信息采集點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連接,。由于環(huán)保信息采集點(diǎn)數(shù)量眾多,，系統(tǒng)要求能滿(mǎn)足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳦DMA1x技術(shù)能很好地滿(mǎn)足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要,。
7,、數(shù)據(jù)傳送" title="數(shù)據(jù)傳送">數(shù)據(jù)傳送速率高
每個(gè)環(huán)保信息采集點(diǎn)每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內(nèi)。CDMA1x網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)304kbit/s,，目前CDMA1x實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率" title="傳輸速率">傳輸速率在80Kbps左右,，完全能滿(mǎn)足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求。
8,、通信費(fèi)用低
采用包月計(jì)費(fèi)方式,，運(yùn)營(yíng)成本低。
四,、解決方案介紹
由于CDMA1x通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò),，監(jiān)測(cè)中心計(jì)算機(jī)主機(jī)配置固定的IP地址,，各個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用CDMA1x模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。
（一）系統(tǒng)組成
1,、環(huán)保信息采集點(diǎn)
現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊自動(dòng)采集污染源信息,，通過(guò)RS232接口與CDMA1x透明數(shù)據(jù)傳輸終端相連，通過(guò)CDMA1x透明數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,、協(xié)議封裝后發(fā)送到CDMA1x網(wǎng)絡(luò),。
2、監(jiān)控中心
服務(wù)器申請(qǐng)配置固定IP地址,，采用移動(dòng)通信公司提供的DDN專(zhuān)線(xiàn),，與CDMA1x網(wǎng)絡(luò)相連。由于DDN專(zhuān)線(xiàn)可提供較高的帶寬,，當(dāng)環(huán)保信息采集點(diǎn)數(shù)量增加,，中心不用擴(kuò)容即可滿(mǎn)足需求。監(jiān)控中心RADIUS服務(wù)器接受到CDMA1x網(wǎng)絡(luò)傳來(lái)的數(shù)據(jù)后先進(jìn)行AAA認(rèn)證,，后傳送到監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)主機(jī),，通過(guò)系統(tǒng)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行還原顯示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理
3,、CDMA1x移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)
現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)CDMA1x網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理,，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過(guò)中國(guó)移動(dòng)的CDMA1x無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,，最終傳送到監(jiān)控中心IP地址,。
（二）系統(tǒng)方案
各監(jiān)控點(diǎn)使用CDMA1x透明數(shù)據(jù)傳輸終端，通過(guò)移動(dòng)CDMA1x網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心相連,。各污染源數(shù)據(jù)采集點(diǎn)使用移動(dòng)通信公司統(tǒng)一的STK卡,，同時(shí)監(jiān)控中心對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行登記，保存相關(guān)資料以便識(shí)別和維護(hù)處理,。各信息采集點(diǎn)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)軟件,，支持24小時(shí)實(shí)時(shí)在線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)信息采集點(diǎn)24小時(shí)傳送采集的環(huán)保信息數(shù)據(jù),。
凡環(huán)保局授權(quán)的信息采集點(diǎn)均可以使用本系統(tǒng)
1,、環(huán)保信息采集點(diǎn)必須使用移動(dòng)統(tǒng)一的STK卡，用戶(hù)使用本卡只能用于與環(huán)保站數(shù)據(jù)通信功能,；
2、終端設(shè)備使用宏電提供的CDMA1x移動(dòng)數(shù)據(jù)通信終端,；
3,、用戶(hù)登記：符合省級(jí)環(huán)保局的規(guī)定。
（三）產(chǎn)品特性
系統(tǒng)采用H7000系列CDMA1x無(wú)線(xiàn)透明數(shù)據(jù)傳輸終端或H7921 CDMA VPN路由器,。產(chǎn)品基于中國(guó)移動(dòng)的CDMA1x網(wǎng)絡(luò),，具有高性能,、高可靠及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，提供標(biāo)準(zhǔn)RS232接口可直接與計(jì)算機(jī),、RTU,、PLC、 GPS接收機(jī),、數(shù)碼相機(jī),、數(shù)據(jù)終端等連接，傳輸速率達(dá)304Kbps,，具有遠(yuǎn)程診斷,、測(cè)試、監(jiān)管功能,，滿(mǎn)足各行業(yè)調(diào)度或控制中心與眾多遠(yuǎn)端站之間的數(shù)據(jù)采集和控制,。
1、支持800/1900MHz
2,、接口：RS232,、RS485、RS422
3,、系統(tǒng)理論傳輸速率304Kbps,，實(shí)際傳輸速率80Kbps
4、支持Windows95/98/200/XP,、LINUX操作系統(tǒng)
5,、支持透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換
6、支持VPN安全功能
7,、安裝靈活,、使用方便、可靠
（四）安全措施
由于環(huán)保數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特殊性,，本系統(tǒng)需要極高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性,。安全保障主要是防止來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無(wú)意的破環(huán)，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施包括信道加密,、信源加密,、登錄防護(hù)、訪問(wèn)防護(hù),、接入防護(hù),、防火墻等。穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時(shí)不間斷運(yùn)行,，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障,，系統(tǒng)也不能中斷運(yùn)行。
數(shù)據(jù)中心可通過(guò)公網(wǎng)使用VPN接入到移動(dòng)CDMA1x網(wǎng),，采用VPN方式成本比較低,，企業(yè)不用租用專(zhuān)線(xiàn),，還可以利舊使用原有的VPN設(shè)備，移動(dòng)終端需要安裝具有VPN二次虛擬撥號(hào)的功能的軟件,。通過(guò)VPN方式,，客戶(hù)端在連接應(yīng)用服務(wù)器前，要經(jīng)過(guò)服務(wù)器的認(rèn)證整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程得到了加密保護(hù),，安全性比較高,，可充分保障速度和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。
另外,，數(shù)據(jù)中心也可以采用APN接入方式,，租用專(zhuān)線(xiàn)接入到移動(dòng)公司的GGSN設(shè)備上，這種成本高,，安全性高,、穩(wěn)定可靠。對(duì)于安全性要求非常高的系統(tǒng),，可考慮在專(zhuān)用APN接入的基礎(chǔ)上再加上VPN接入方式的混合接入方式,，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全性。
1,、VPN虛擬專(zhuān)網(wǎng)模式：企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中配置VPN服務(wù)器,，移動(dòng)終端加載具有VPN二次虛擬撥號(hào)的功能的客戶(hù)端軟件。采用VPN安全技術(shù),，用戶(hù)通過(guò)接入企業(yè)內(nèi)部虛擬專(zhuān)網(wǎng)的方式與Internet進(jìn)行隔離,，可對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程進(jìn)行加密保護(hù)，有效避免非法入侵,。
2,、用SIM卡的唯一性，對(duì)用戶(hù)SIM卡手機(jī)號(hào)碼進(jìn)行鑒別授權(quán),，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)SIM卡號(hào)和APN進(jìn)行綁定,，劃定用戶(hù)可接入某系統(tǒng)的范圍,只有屬于指定行業(yè)的 SIM卡手機(jī)號(hào)才能訪問(wèn)專(zhuān)用APN，移動(dòng)終端與數(shù)據(jù)中心采用中國(guó)移動(dòng)分配的專(zhuān)門(mén)的APN進(jìn)行無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入,，普通手機(jī)的SIM卡號(hào)無(wú)法呼叫專(zhuān)門(mén)的APN,。
3、對(duì)于特定用戶(hù),，可通過(guò)數(shù)據(jù)中心分配特定的用戶(hù)ID和密碼,，其他沒(méi)有數(shù)據(jù)中心分配的用戶(hù)ID和密碼的用戶(hù)將無(wú)法登錄進(jìn)入系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強(qiáng),。
4,、VPN系統(tǒng)功能：通過(guò)VPN對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程進(jìn)行加密保護(hù)；通過(guò)遠(yuǎn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)配置和更改,。
5,、網(wǎng)絡(luò)接入安全鑒定機(jī)制：采用防火墻軟件，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)和安全防范功能,，保障系統(tǒng)安全,。
五、結(jié)論
采用CDMA1x構(gòu)建環(huán)保數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),，利用宏電H7000 CDMA無(wú)線(xiàn)通訊解決方案不僅能很好地滿(mǎn)足環(huán)保信息采集的需求,，而且，作為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)通信公司也將因此獲得業(yè)務(wù)穩(wěn)定的集團(tuán)用戶(hù),，隨著用戶(hù)數(shù)量的增加,，移動(dòng)通信公司的營(yíng)收也隨之增加，調(diào)動(dòng)了運(yùn)營(yíng)商的積極性,，符合網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用同步發(fā)展的要求,。