近年来,随着人口的增长,工农业生产和城镇建设的迅速发展,各河流域废污水排放量呈逐年不断增加。流域省界断面水质超标率也呈上升趋势;流域水污染,中下游地区的水污染日趋严重。特别是随着经济的发展很多很多工业城市的废水排放量较大,已造成城市地表水的严重污染,给人们的生活健康带来了巨大的隐患。国家也把政治重点流域的水污染防治列入了“十五”计划当中,要求各省市加大工作力度,推进污水防治工作。 环境监测部门作为环境保护系统的技术部门,是环境管理工作的重要基础。随着市民环境意识的增强,越来越多的人开始关心所处环境质量的好坏,要求环境保护工作透明化;上级主管部门也需要数量大、种类多、更新快的信息。所有这一切,给环境监测部门提出了一个引起重视的问题:如何建立起实用性强、覆盖面广、灵活性好的环保数据采集系统,满足各方面对环境监测信息的需求。

环境监测站点在实际部署中面临以下问题
1 环境监测站点一般位于比较偏僻的站点,有线网络部署几乎不可能实现。
2 环境监测站点部分数据要求实时传输,对网络问题要求及时恢复
3 部分监测站点需要传输视频信息,需要设备上行带宽较大
泛为科技无线环境监测综合系统为端到端的分布式、网络化系统,前端由数据采集设备,无线VTU和摄像头组成。无线VTU采用宏电自主研发的。数据采集设备包含多种仪器,如COD分析仪,流量检测仪,PH值检测仪等等,这些仪器通过RS232/RS485串口与无线VTU相连。无线VTU除了具有视频编码功能,还具有数据透明传输功能,能把来自串口,LAN口的数据通过4G专网网络传输到中心。
摄像头输出的视频模拟信号经VTU编码成H.264后,通过4G网络发送到监控中心。泛为科技VTU支持2Mpbs码流,但客户可以根据实际要求自行调整,满足需求即可。泛为科技VTU还支持定时上下线控制,为用户节省费用。
市级监控中心有服务器和客户端。服务器提供数据和视频的转发服务,以及设备的接入,数据的存储等服务,同时提供权限配置管理。服务器运行于windos sever操作系统,具有较高的有安全性高,稳定性好。
省级监控中心的服务器与市的不同,它承担的功能相当于一个门户,用户可以通过网页登录到省级服务器,就可以访问辖区内所有的市级节点,这样方便了用户特别是省级即时方便的掌握各地的情况。逻辑图如下:

系统从逻辑上主要包括三个部分:前端设备(即VTU)、中心管理服务器、客户端。下面分别描述这三部分的功能:
1. 前端设备VTU
VTU网络视频服务器、又叫数字视频编码器,是一种压缩、处理音视频数据的专业网络传输设备,由音视频压缩编芯片、输入输出通道、网络接口、音视频接口、RS485和RS232串行接口控制、协议接口控制、系统软件管理等构成,主要是提供视频压缩或解压功能,完成图象数据的采集或复原等,将模拟的视频信号压缩编码为H.264的码流,然后通过通信信道传输出去,本系统可采用的信道包括无线信道进行传输。无线通道采用4G无线网络。目前,国内大部分城市中都已经部署了4G网络,为无线视频传输搭建了良好的平台。
2. 中心管理服务器
监控平台包括中心管理服务、转发服务、存储服务器等,其作用简单概括是管理协调系统的运作,并在前端设备与客户端之间建立联系,与视频流转发。编码器拔号连入4G网络后,首先是向视频服务器注册,把自身的信息向系统报告,报告的信息包括本编码器是否已准备就绪,是否有云台连接到本编码器,客户端才能以此来发现前端设备。客户端对前端设备的操作也是通过视频服务器转发到前端设备的。
中心管理服务是业务系统的核心,提供编码器终端上线注册功能,并与终端实时保持心跳连接;是一个中心通信枢纽,连接了所有终端设备和网络模块,主要起到注册和定位的作用。终端设备通过中心管理服务器注册,成为在线设备,所有的终端设备,以及转发服务器和存储服务器等网络模块都必须在中心管理服务器注册,成为在线设备。在线设备之间通常在中心管理服务器的协助下进行通讯。通过客户端可以进行视频监控业务操作。
主要功能包括:用户管理、设备管理、日志管理、业务管理。主要完成业务管理、用户和设备管理等功能
转发服务器作为监控中心和终端(编码器)交互的平台,主要进行数据图像和报警信号的转发工作,并进行操作员权限的认证和管理。平常用户访问的合法图像,都是直接来自于前端视频服务器,保证了现场图像的实时性;但是在大量用户同时访问某个热点前端图像的情况下,前端服务器压力就非常大,网络带宽也有限制,这样可能无法保证所有用户的正常连接、观看图像。转发服务器就解决了这一难题。
存储服务器主要对视频的远程存储、历史视频回放、存储策略、调看前端视频、GPS数据等进行存储。
3. 客户端
客户端接收来自转发服务器的视频流,并播放给用户观看。另外它还有一些辅助功能,具体是:控制云台的功能,移动侦测的设置功能,OSD的设置功能。
在用户有监控中心,如果用户需要把视频在电视墙上播放,则系统还需要电视墙服务器,它是将来自于前端编码设备的视频码流进行解码,并输出模拟信号到传统监视设备上,实际应用中,输出的模拟信号被输入到视频矩阵中,经矩阵切换到电视墙上。电视墙服务器还可进行轮巡,报警弹出,画面分割等功能,作为数字编码与模拟显示系统之间的一个衔接,为集中式数字监控解决方案提供了强有力的支持,实现多场景同时观看的需要。每台电视墙显示服务器可输出8路D1模拟视频或画面分割后的16个CIF。
(1)监控站
监控终端通过监控视频线及RS-232/RS-485直接与无线数据终端设备连接,并由其与运营商网络建立无线数据连接。原则上,所有的环境监测终端设备,如:污水流量计、COD(含氧量)/BOD(生物耗氧量)测量仪等均提供RS-232/RS-485接口;
(2)数据传输方式
系统无线数据终端支持WCDMA/CDMA2000(EVDO)/TD-SCDMA全制式,并可在2.5G/3G/4G网络无缝切换,保障数据实时无误传输;
(3)监控管理中心
监控中心服务器:配置Internet上固定的IP地址,或配置专线,通过光纤、DDN等数据专线直接和运营商网络连接。监控中心服务器上安装相关监控软件。监控软件包括通信服务软件、监控中心服务软件、数据库服务软件、web服务软件等部分。

















