鄧俊平 傅磊 宋丹

摘 要：北斗衛(wèi)星終端短報文是指衛(wèi)星定位終端和北斗衛(wèi)星或北斗地面服務(wù)站直接通過衛(wèi)星信號進(jìn)行雙向的信息傳遞。短報文功能意味著更加效率信息傳遞，北斗終端就可以通過短報文進(jìn)行通訊。當(dāng)前的短報文功能技術(shù)具有成熟度高，應(yīng)用規(guī)模大，技術(shù)發(fā)展速度快的特點。本文描述結(jié)合了北斗衛(wèi)星終端通信設(shè)備無線通訊方式的移動污水處理設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控的運行方案。

關(guān)鍵詞：移動污水處理設(shè)備；北斗衛(wèi)星；短報文

“北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的，利用地球同步衛(wèi)星為用戶提供全天候、區(qū)域性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。所謂短信息是指衛(wèi)星定位終端和北斗衛(wèi)星或北斗衛(wèi)星地面服務(wù)站直接通過衛(wèi)星信號進(jìn)行雙向信息傳輸，GPS只能單向傳遞（終端從衛(wèi)星接收位置信號）。為拓展北斗衛(wèi)星的短報文功能，針對污水處理工藝的特性，文章基于知識集成與共享的理念，針對當(dāng)前各個運營項目人才短缺的狀況，研發(fā)了一套基于北斗衛(wèi)星的短報文功能實現(xiàn)的移動污水處理設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對污水處理處置項目的運行狀況進(jìn)行實時監(jiān)管，包括現(xiàn)場作業(yè)實況監(jiān)管、污水處理系統(tǒng)動態(tài)過程數(shù)據(jù)收集與儲存、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)預(yù)警與遠(yuǎn)程診斷、知識集成與知識共享平臺，以保證生活垃圾無害化處理處置設(shè)施的持續(xù)正常穩(wěn)定運行。

1 系統(tǒng)概述

系統(tǒng)采用北斗衛(wèi)星終端通信遠(yuǎn)程無線監(jiān)控的方式，利用覆蓋亞太區(qū)域的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的北斗短報文的通信，將移動污水處理設(shè)備的各個參數(shù)，包括COD值、余氯值、流量、累計流量等，通過短報文將數(shù)據(jù)端發(fā)往調(diào)度中心的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫，并通過網(wǎng)站頁面和手機(jī)APP實現(xiàn)監(jiān)控、報警、報表統(tǒng)計、曲線分析、數(shù)據(jù)總貌等多項功能。

2 系統(tǒng)功能

（1）實時數(shù)據(jù)顯示：以報表、圖形、動畫等多種形式顯示當(dāng)前的實時數(shù)據(jù)，并可以切換不同的監(jiān)控設(shè)備。數(shù)據(jù)實時刷新，能快速的獲得移動污水處理設(shè)備的各個參數(shù)。

（2）歷史數(shù)據(jù)報表：支持多種形式的報表查詢，實現(xiàn)重要參數(shù)的日報、月報、季報及年報等。歷史數(shù)據(jù)支持兩種保存方式：變化率保存和時間間隔保存，北斗短報文模塊采用兩級壓縮的方式，在保證數(shù)據(jù)完整性的前提下，將數(shù)據(jù)所占的空間降到最低。實際現(xiàn)場運行，5000個數(shù)據(jù)點，1秒鐘保存一次歷史數(shù)據(jù)，一年歷史數(shù)據(jù)文件所占的磁盤空間不超過20G。手機(jī)APP上歷史數(shù)據(jù)查詢能做到秒級響應(yīng)，一次能夠查詢上百條記錄，便于數(shù)據(jù)的分析與跟蹤。

（3）過程趨勢和統(tǒng)計分析：系統(tǒng)提供圖形化的歷史數(shù)據(jù)分析界面。每個窗口同時可以顯示8個數(shù)據(jù)的趨勢，每個數(shù)據(jù)的趨勢起始時間、時間范圍可以隨意指定。因此，用戶可以對同一位號在不同時刻進(jìn)行比較。可以隨意選擇區(qū)域進(jìn)行放大。

（4）集中控制體系：中央智能化管理平臺由數(shù)據(jù)采集和處理模塊、中控計算機(jī)（配備自行開發(fā)的監(jiān)控軟件）、光纖傳輸模塊組成?，F(xiàn)場的COD監(jiān)測儀、pH監(jiān)測儀、DO監(jiān)測儀器儀表和其他在線測量儀器通過各自的信號發(fā)射機(jī)向中央智能管理平臺進(jìn)行連續(xù)傳輸?shù)淖x取信號，中央智能化管理平臺進(jìn)行采集和處理后，便可在上位機(jī)軟件窗口中實時顯示各處理單元的運行情況。智能化預(yù)警控制系統(tǒng)以COD、NH3N、ORP、DO、pH值等水質(zhì)參數(shù)作為關(guān)鍵控制參數(shù)，設(shè)置好報警控制范圍，當(dāng)各關(guān)鍵控制參數(shù)超出設(shè)置報警值范圍時，系統(tǒng)可以迅速自動進(jìn)行響應(yīng)，及時調(diào)整工藝參數(shù)（如供氣量、加藥量等），保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

（5）智能化管理平臺防腐和防雷設(shè)計：污水中含有許多有機(jī)酸、硫化物等物質(zhì)，對儀器設(shè)備具有較強(qiáng)的腐蝕性，研究過程中對整個智能化管理平臺系統(tǒng)進(jìn)行了全面的防腐性改造， 主要包括設(shè)備的防腐安裝及清洗。一方面選用耐腐蝕易清洗的探頭；另一方面通過定時自動沖洗，清除探頭接觸面的污物。在軟件中也設(shè)計了電氣測試功能，當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常通過電氣測試排除系統(tǒng)故障，即可決定是由污染造成的探頭，它可以手動強(qiáng)制清洗，以消除麻煩?，F(xiàn)場使用的所有設(shè)備都是密封安裝，以防止氣體、霧、酸雨的腐蝕。而對于在戶外安裝的設(shè)備，都安裝了防雷避雷設(shè)備，防止雷擊造成儀器設(shè)備的損壞。

（6）報警提示及查詢：監(jiān)控系統(tǒng)提供實時/歷史報警功能，支持限值報警、變化率報警和偏差報警，并且可設(shè)置報警延時和報警死區(qū)。可以跟蹤測點的報警出現(xiàn)、報警確認(rèn)、報警恢復(fù)等多種狀態(tài)，每種狀態(tài)單獨記錄，方便事故追憶和責(zé)任追蹤。另外，支持報警設(shè)置的在線修改。

3 結(jié)語

該系統(tǒng)的北斗短報文模塊有著更好的即時性，傳輸距離不受限制；數(shù)據(jù)采用可靠的傳輸技術(shù)，不會出現(xiàn)丟失的情況；不受高大建筑物的干擾，在惡劣氣候尤其時強(qiáng)雷電的干擾下，亦能正常運行；系統(tǒng)維護(hù)方便，運行費用低。維護(hù)人員可以隨時使用手機(jī)或者電腦在線監(jiān)控各個移動污水處理設(shè)備的運行狀態(tài)，監(jiān)視和記錄各個污水處理廠的工作參數(shù)，主要包括人口污水流量和出口達(dá)標(biāo)凈水流量，污水處理系統(tǒng)報警及時，節(jié)約了對各移動污水處理設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場定期檢查和巡視的勞動力。