1 設計原則
　　近年來，隨著工業建設的快速發展，隨之而來的環境污染也不容忽視。雖然已經采取了多種措施，但由于各種原因，環境污染治理面臨的形勢仍然非常嚴峻。大氣污染物排放、工業廢水排放總量居高不下，嚴重破壞了生態環境。環境監測部門作為國家環境保護系統的技術部門，是環境管理工作的重要基礎。隨著市民環境意識的增強，越來越多的人開始關心所處環境質量的好壞，要求環境保護工作透明化；上級主管部門也需要數量大、種類多、更新快的信息。所有這一切，給環境監測部門提出了一個應引起重視的問題：如何建立起實用性強、覆蓋面廣、靈活性好的環保數據采集系統，滿足各方面對環境監測信息的需求。
　　在我國的環境管理工作中包含了大量的環境質量和污染源數據，這些數據與各項管理工作緊密聯系，同時也是環境管理工作各項決策的直接依據。但是花費巨大人力物力產生的環境數據，由于管理機制、部門分工等原因，分散于不同的環境管理部門及其所屬的企事業單位，難以交流和共享，有些甚至在做重復建設。為此，在多年的環境信息系統建設實踐基礎上，提出了一套全國環境信息系統整體解決方案。北京安控公司本著“統一管理，統一標準，技術先進，經濟實用”的原則，設計了一種污染源在線監測專用的“E6803數據采集傳輸儀”，可實現單站、多站、TOC、COD、水質、流量等分析，并給出圖表和報告。
　　2 行業需求
　　環境保護已成為我國的基本國策，黨和政府十分重視。由國家環保總局、計委和經貿委制定的《中國跨世紀綠色工程規劃》于1996年9月獲得國務院的批準。這項宏大的規劃歷時15年，從1996年至2010年，第1期規劃與“九五”同步。第1期規劃由1591個項目組成，包括淮河、遼河、海河、松花江、黃河、珠江、長江七大流域的污染控制項目，滇池、巢湖、太湖三大湖泊的污染控制項目以及16重點沿海城市及其近岸海水污染控制項目。在大氣污染方面，本規劃重點控制酸雨區和30個重點城市的大氣污染。這項規劃優先納入國民經濟和社會發展計劃，資金以“生態破壞和環境污染者負擔”為原則，多方籌措，中央政府在貸款、利用外資和經濟政策方面給予支持。現在這項跨世紀的規劃正在有條不紊地加以實施，展示了環保產業未來大發展的前景。
　　另外，隨著全球經濟一體化步伐加快，要求各國要全面開放、履行國際公約，共同保護全球環境已成為不可抗拒的歷史潮流。在未來的發展過程中，要將臭氧層保護、溫室效應控制、生物多樣性保護納入經濟決策和經濟運行的全過程。這就要求經濟增長應與自然資源保護、生態保持平衡和控制環境污染緊密配合，協同動作，厲行可持續發展。為此環保產業就要參與傳統產業的改造，加強對產生污染的火電、冶金、有色、建材、化工、石油等產業進行技術改造，提高工藝水平，這對環保產業的硬件開發和軟科學咨詢將產生新的更大的需求。
　　目前，我國已制定各類國家環境標準410項，覆蓋了大氣、水質、土壤、噪聲、輻射、固體廢物、農藥等領域。已開展了環境質量監測，環境質量周報、日報、預報監測，污染源監測，污染事故應急監測，污染物總量控制監測，污染源解析監測，環境污染治理工程效果監測等，需監測的污染因子達百余種。
　　在環保系統中，常常需要對眾多的污染排放點進行實時監測，大部分監測數據需要實時發送到管理中心的后端服務器進行處理。由于監測點分散，分布范圍廣，而且大多設置在環境較惡劣的地區，通過電話線傳送數據往往事倍功半。通過GPRS無線網絡進行數據傳輸，成為環保部門選擇的通信手段之一。
　　3 解決方案
　　ECHO SCADA 系統是真正的分布式數據采集與監控系統。系統上每一臺計算機都是一個獨立的節點，每個節點獨立執行系統初始分配的任務。這種結構的優點就是不會因為一個節點的離線而影響整個網絡的運行。ECHO SCADA系統通過客戶機/服務器模式進行節點對節點的通訊，是網絡上的節點共享數據。
　　ECHO SCADA 系統在廣域網上運行時，遠程訪問不同位置上的節點就如同訪問本地局域網上的節點一樣。
　　3.1 使用產品
　　3.1.1 E6803 數據采集傳輸儀
　　該款面向污染源在線監測的專用產品，完全符合國家環保行業相關標準。在程序的控制下，控制器可完成復雜的數據采集、邏輯和過程控制等功能。支持GPRS/CDMA、無線電臺、RS-485、PSTN、Ethernet、微波、衛星、無線網橋等通訊方式，可方便地組成SCADA系統，實現本地∕遠程測控。
　　E6803數據采集傳輸儀，可將采集到的環保例如水質、大氣、噪音、土壤數據和告警信息通過GPRS網絡及時發送到環保監測部門，實現對監測單位或個人的及時管理，可以大大提高環保部門的工作效率。
　　3.1.2 GPRS 模塊
　　在選用GPRS通訊模塊時，DTU通過DB9-M串口和終端相連，內部支持GPRS各類協議，用戶只需要通過簡單的AT命令就可以輕松實現終端進行GPRS無線數據傳輸功能；同時DTU在內部也實現了中英文短信的編碼解碼過程，用戶不必了解短消息的編解碼算法，用戶只需要通過簡單的AT?命令就可以實現短信的傳輸功能。
　　3.2組網模式
　　3.3 系統功能
　　在線監測污染源自動監控系統，可分為自動監控設備和監控中心。
　　自動監控設備是污染治理設施的組成部分，安裝在污染源排放口現場，用于監控、監測污染源排污狀況及完成與上位機的數據通訊傳輸的單臺或多臺設備及設施，包括在污染源現場安裝的污染物排放監控監測儀器（COD、TOC、PH等水污染物在線監測分析儀，二氧化硫、煙塵等氣污染物在線監測分析儀）、流量（速）計、污染治理設施運行記錄儀（黑匣子）和污染源在線監測儀（用于數據的存儲、加密，數據包轉發、接收以及報警、反控）等自動監控儀器。
　　監控中心：安裝在各級環保部門，有權限通過傳輸線路與自動監控設備連接，對其發出查詢和控制等標準規定指令的數據接收和數據處理系統，包括計算機信息終端設備、監控中心系統（污染源自動監控中心信息管理軟件和數據庫等）。
　　3.4 方案構成
　　3.4.1 系統方案特點
　　以元數據管理為核心。該方案自上而下貫穿各級行業行政部門，從元數據管理的角度，為行業的行政管理和行業信息資源的整合提供了技術基礎。該方案采用分布式的數據存儲形式，在通過元數據實現了各級部門之間的信息檢索和內容調用，為數據查詢、信息資源管理提供了基礎。元數據管理采用目錄管理結構，對電子政務系統中的各類信息進行分類組織，從而達到知識管理和決策支持目標。
　　以XML 作為數據交換的標準。在數據交換和共享的層面上，應用XML和統一信息平臺技術實現了不同系統的聯合與互聯。方案強調了各個信息系統的聯合與互聯，在數據交換和數據發布的層面上，在各個“信息孤島”間建立起溝通的橋梁和紐帶，充分發揮網絡的功效，在廣域網絡上開展信息集成、加工分析工作。這樣的解決方案可以拉平不同信息系統的發展水平，允許不同的系統共享各自的信息，采用多種先進的技術手段，體現出信息系統作為一個整體，為決策提供統一支持的優勢。
　　以決策支持為核心目標。我們的方案是一個信息技術的整體解決方案，是要為整個機構的所有用戶需求服務的最終解決方案。該方案在降低用戶信息處理勞動強度的同時，突出了信息對領導決策的重要作用。這套整體解決方案覆蓋了信息系統的各個領域，是一套全面的信息解決方案。它覆蓋了信息處理的整個流程（從數據采集、處理和傳輸，到信息管理、分析和共享），將多年來常見的管理信息系統延伸到數據分析、共享系統，從信息中提煉知識，為決策提供了充足的信息支持。
　　環境監測信息系統，是指通過環境成套監測儀器及系統的開發和環保應用軟件的開發，對大氣、水、煙塵等污染的監視和控制提供精確、及時的數據及分析而形成的信息系統。本系統與環保局管理工作緊密結合，將污染源及污染處理設備運行狀態實時監控、對煙塵黑度監控、環保110、環保調度指揮、排污收費、環境預測及辦公自動化系統有機地結合在一起。
　　過去，污染源信息的獲得，主要是通過現場人工采集或通過電話線定期調數，往往發現問題時，污染已經造成，如何才能實時有效地將污染扼殺在初始階段，為我們的環境治理提供有力的保障呢？
　　今天，依靠全新的環境監控信息系統，一切都將改變。全新的環境監控信息系統涵蓋了環境監控、預測、調度指揮、辦公自動化等范疇，其在線監測子系統通過以無線GPRS方式為主，，相比單一的有線傳輸，具有組網更靈活、方便，傳輸速度更快捷的優點。從而拉近了環境監測者與前端污染源之間的距離，讓環境監測人員能隨時隨地地掌握污染源的信息。環境監控信息系統是將您的中心系統同國家局監控司及國家信息中心數據庫相融合，成為可以滿足區/縣、市、省、國家各級環境監控及工作業務需求的無縫、靈活、低成本的解決方案。基于無線數據傳輸的環境在線監測子系統以其快速性和實時性，為“一控雙達標”后控制污染的反彈提供了有效的監控手段。
　　3.4.2 系統特點
　　系統將污染源在線監測、環境預測、調度指揮、報警投訴、辦公自動化等子系統有機地結合在一起，使用方便。
　　系統采用了先進的無線/有線數據通信技術，采用超強糾錯技術，誤碼率極低，數據可靠、快速、可兼容無線數傳、電話線、GSM、寬帶網等多種傳輸方式。
　　前端受控污染源、市、（區/縣）、省、國家四級聯網結構，地方各級均可與國家聯網。
　　配置GIS地理信息系統軟件，能方便地在電子地圖上查找（人工或自動)污染源的信息，對污染進行分析、預測。
　　系統軟件采用B/S（Browse/Server)模式，與環保工作緊密結合，可調取在線傳輸?系統單位的數據及無安裝在線設備單位的污染源資料的錄入。
　　各類傳感器可直接與我公司智能終端站相接，減少了中間環節，提高了系統的可靠性。
　　系統采用無線數傳等快速調數方式，數據采集速度快速，每個端站的數據采集的時間<=5秒，10分鐘即可對全部在線端站進行一遍輪詢。
　　系統具有故障的自診斷性，能快速判斷故障點并迅速排除，縮短尋找故?障點的時間。
　　系統運行費用低，僅需上繳無線頻率資源使用費。
　　系統可顯示污染物10分鐘、日、月、年等曲線，能與其污控設施運行狀態圖相結合，比較同一時段內的情況。
　　系統軟件與環保單位辦公自動化相結合，實現無紙化辦公。
　　系統留有與煙塵黑度監控系統的數據接口，可對企業從煙塵黑度、煙塵濃度/流量、煙塵處理設施運行狀態等多方面進行自動綜合分析。
　　系統采用模塊化設計，組合靈活方便。
　　3.4.3 系統主要功能
　　水質監測管理系統。各種統計圖表對水環境數據進行橫向的同年各個監測點的數據進行分析，以及縱向的對歷年數據進行同比分析。
　　環境噪聲監測管理系統。環境噪聲監測管理分區域環境噪聲和功能區環境噪聲兩種。該系統就是對各個區域采集的數據進行匯總分析，按照環境噪聲的管理標準分為三個等級，并在顯示時分別注以不同的顏色。
　　空氣污染管理系統。對空氣污染的監測分三個監測點，每周進行數據采集監測。該系統提供了整套系統中最為完備的查詢和統計方式，除了上述的各種查詢統計方法外還提供了對各監測點的不同指標按一年52周排列的折線圖，以及同一指標不同監測點的折線圖，以便于對比分析。
　　污染源企業管理系統。污染源企業是整套系統中數據最為完備，數據量最為龐大的部分。主要是因為原有的MIS系統就比較完備。該系統原有的MIS系統部分完全吸收進來并輔以GIS的空間查詢、空間搜索、空間分析。
　　排污管網等地表水管理系統。排污管網系統由三部分組成：壓力泵站、壓力管、重力管。系統主要對這三部分的屬性、數據進行查詢分析。
　　數據庫接口系統。系統后臺數據庫采用Microsoft公司的SQL-server系統。考慮到對原有各種環保MIS系統的兼容，系統的各子系統都提供了數據的導入功能，以及數據的直接手工錄入及管理功能。
　　顯示更新時間。系統更新時間由用戶設定，最小更新時間為1min；所有數據以系統更新周期為基準定時更新所有數據。
　　顯示內容。系統顯示畫面一般由系統菜單、靜態位圖、動態矢量圖等構成，操作方式包括按鈕、快捷鍵、文本框、復選框、選項按鈕、下拉框、列表框等，并提供完整的幫助提示；對于數據的顯示最小可以具體到每一個儀表，?可以把數據的流向和任何一個儀表的通訊狀況直觀的顯示出來。
　　報警／事件。報警／事件具有優先顯示權，除在監控畫面上單點顯示外，對報警或事件狀況可以進行列表顯示，表中包括標志符(位號)、數值、說明、報警時間和消警時間(年、月、日、時、分、秒)、位置等。報警具有容易引起警覺的聲響輸出，并且可以選擇語音提示功能；報警聲響既可以因為信號的正常而消除，也可由操作員直接消除；對過程變量可以設定多個等級的報警限。報警的信息還可以通過多種方式進行擴展：輸出到揚聲器，發送EMAIL，?發送報警短消息到有關人員等等。
　　趨勢顯示。趨勢顯示包括實時趨勢和歷史趨勢。
　　數據顯示。各監測站在操作運行過程中不斷將環保參數如流量、TOC(DOC)、PH值等通過網絡上傳，用戶既可以以數字的方式顯示實時值、累積值、計劃值等，可用表格、棒圖顯示，還可進行組顯示、特定顯示等。
　　診斷。系統具有自診斷工具，能進行常規性和預防性診斷維護。診斷過程及結果在屏幕上顯示并記錄。
　　操作記錄。系統在操作過程中，組態變化、重要環保參數的變化和設備運行狀態的改變等都應及時記錄，記錄的數據包括各種操作記錄。操作記錄值存于操作記錄文件中，被授權用戶可以查找所有操作記錄。
　　中心站處理能力。調度中心計算機監控系統主要完成整個監控網絡的數據采集和監控管理任務，將各點現場監控儀表傳送來的數據信息進行處理、分析及存檔，并向現場監控儀表發送調度及控制命令。
　　對各現場監控儀表數據的實時采集、處理和存儲。
　　顯示各現場監控儀表動態工藝流程圖。
　　實時和歷史數據趨勢圖、棒狀圖及其它畫面顯示。
　　現場的工藝變量、全線工藝設備運行狀態進行監視。
　　下達調度和操作命令。
　　報警和事件管理。
　　各種報表的生成和打印。
　　網絡監視及管理。