一、環(huán)保行業(yè)現(xiàn)狀
環(huán)境監(jiān)測部門作為國家環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)部門,，是環(huán)境管理工作的重要基礎(chǔ),。隨著市民環(huán)境意識的增強(qiáng)，越來越多的人開始關(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,；上級主管部門也需要數(shù)量大、種類多、更新快的信息,。所有這一切,，給環(huán)境監(jiān)測部門提出了一個應(yīng)引起重視的問題：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),，滿足各方面對環(huán)境監(jiān)測信息的需求。
在環(huán)保系統(tǒng)中,，常常需要對眾多的污染排放點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,，大部分監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實(shí)時發(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)，通過電話線傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半,。通過CDMA1x無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,，成為環(huán)保部門選擇的通信手段之一。污染源監(jiān)測設(shè)備可將采集到的污染數(shù)據(jù)和告警信息通過CDMA1x網(wǎng)絡(luò)及時發(fā)送到環(huán)保監(jiān)測部門,，實(shí)現(xiàn)對排污單位或個人的及時管理,，可以大大提高環(huán)保部門的工作效率。
文中講的GPRS與CDMA1x無線網(wǎng)絡(luò)通信組網(wǎng)原理相同,，在本文中不對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)測點(diǎn)和監(jiān)測中心" title="監(jiān)測中心">監(jiān)測中心組成的污染源監(jiān)測系統(tǒng),。該系統(tǒng)可對污染源進(jìn)行自動采樣,、對主要污染因子進(jìn)行在線監(jiān)測；掌握城市污染源排放情況及污染源排放總量,，監(jiān)測數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)江h(huán)保監(jiān)測中心,；由監(jiān)測中心的計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、整理和綜合分析,；監(jiān)測信息傳至環(huán)保局,，由環(huán)保局對污染源進(jìn)行監(jiān)督管理。
目前,，各污染源排放監(jiān)測點(diǎn)安裝污染源監(jiān)測儀,，對污染源進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測中心接收監(jiān)測點(diǎn)傳輸?shù)谋O(jiān)測信息,；并負(fù)責(zé)對監(jiān)測信息進(jìn)行分類,、篩選和綜合分析。環(huán)保局作為系統(tǒng)的決策中心,，對從監(jiān)測中心站獲得的監(jiān)測信息進(jìn)行分析,、調(diào)研，及時做出管理決策，增加管理力度,。
目前,，省環(huán)保監(jiān)測站與各采集點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信主要采用手工抄錄或PSTN電話線傳輸,。采用電話線傳輸數(shù)據(jù)時,，由于每次撥號都需要等待，速度慢,，而且費(fèi)用也較高,。同時，由于各監(jiān)控點(diǎn)分布范圍廣,、數(shù)量多,、距離遠(yuǎn)，個別點(diǎn)還地處偏僻,，因此需申請很多電話線,，而且有些監(jiān)控點(diǎn)有線線路難以到達(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。與有線通訊方式相比,，采用CDMA1x無線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)簡單、性價比高等優(yōu)點(diǎn),。因此,，可以采用CDMA1x無線傳輸方式解決污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸問題。
三,、方案優(yōu)點(diǎn)
中國聯(lián)通CDMA1x系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接,。在中國聯(lián)通CDMA1x業(yè)務(wù)平臺上構(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)的無線數(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)簡單,。經(jīng)過比較分析，我們選擇中國聯(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,。
中國聯(lián)通CDMA1x無線環(huán)保污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)具備如下特點(diǎn)：
1,、實(shí)時性強(qiáng)
與短消息服務(wù)比較，由于CDMA1x具有實(shí)時在線特性，系統(tǒng)無時延,，無需輪巡就可以同步接收,、處理多個/所有監(jiān)測點(diǎn)的各種數(shù)據(jù)?？珊芎玫臐M足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時性的要求,。
2、可對各監(jiān)測點(diǎn)儀器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制
通過CDMA1x雙向系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對儀器設(shè)備進(jìn)行反向控制,，如：時間校正,、狀態(tài)報告、開關(guān)等控制功能,，并可進(jìn)行系統(tǒng)遠(yuǎn)程在線升級,。
3、建設(shè)成本少低
由于采用CDMA1x公網(wǎng)平臺,，無需建設(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)容無限制,，接入地點(diǎn)無限制,，能滿足山區(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)大范圍的在線監(jiān)控，滿足環(huán)保信息采集傳輸系統(tǒng)對覆蓋范圍的要求,。
6,、系統(tǒng)的傳輸容量大
環(huán)保中心站要和每一個環(huán)保信息采集點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時連接。由于環(huán)保信息采集點(diǎn)數(shù)量眾多,，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，而CDMA1x技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(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
采用包月計費(fèi)方式，運(yùn)營成本低,。
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)測中心計算機(jī)主機(jī)配置固定的IP地址,，各個數(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)場監(jiān)控點(diǎn)通過數(shù)據(jù)采集模塊自動采集污染源信息,，通過RS232接口與CDMA1x透明數(shù)據(jù)傳輸終端相連，通過CDMA1x透明數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器對數(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)器申請配置固定IP地址,，采用移動通信公司提供的DDN專線,，與CDMA1x網(wǎng)絡(luò)相連。由于DDN專線可提供較高的帶寬,，當(dāng)環(huán)保信息采集點(diǎn)數(shù)量增加,，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求。監(jiān)控中心RADIUS服務(wù)器接受到CDMA1x網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)后先進(jìn)行AAA認(rèn)證,，后傳送到監(jiān)控中心計算機(jī)主機(jī),，通過系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行還原顯示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理
3,、CDMA1x移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)
現(xiàn)場監(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對數(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，通過中國移動的CDMA1x無線數(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，通過移動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)使用移動通信公司統(tǒng)一的STK卡,，同時監(jiān)控中心對各點(diǎn)進(jìn)行登記，保存相關(guān)資料以便識別和維護(hù)處理,。各信息采集點(diǎn)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)軟件,，支持24小時實(shí)時在線，實(shí)現(xiàn)信息采集點(diǎn)24小時傳送采集的環(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)必須使用移動統(tǒng)一的STK卡,，用戶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移動數(shù)據(jù)通信終端,；
3、用戶登記：符合省級環(huán)保局的規(guī)定,。
（三）產(chǎn)品特性
系統(tǒng)采用H7000系列CDMA1x無線透明數(shù)據(jù)傳輸終端或H7921 CDMA VPN路由器,。產(chǎn)品基于中國移動的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,、測試,、監(jiān)管功能，滿足各行業(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自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無意的破環(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)中心可通過公網(wǎng)使用VPN接入到移動CDMA1x網(wǎng),，采用VPN方式成本比較低，企業(yè)不用租用專線,，還可以利舊使用原有的VPN設(shè)備,，移動終端需要安裝具有VPN二次虛擬撥號的功能的軟件。通過VPN方式,，客戶端在連接應(yīng)用服務(wù)器前,，要經(jīng)過服務(wù)器的認(rèn)證整個數(shù)據(jù)傳送過程得到了加密保護(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,，租用專線接入到移動公司的GGSN設(shè)備上，這種成本高,，安全性高,、穩(wěn)定可靠。對于安全性要求非常高的系統(tǒng),，可考慮在專用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虛擬專網(wǎng)模式：企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中配置VPN服務(wù)器,，移動終端加載具有VPN二次虛擬撥號的功能的客戶端軟件。采用VPN安全技術(shù),，用戶通過接入企業(yè)內(nèi)部虛擬專網(wǎng)的方式與Internet進(jìn)行隔離,，可對整個數(shù)據(jù)傳送過程進(jìn)行加密保護(hù)，有效避免非法入侵,。
2,、用SIM卡的唯一性，對用戶SIM卡手機(jī)號碼進(jìn)行鑒別授權(quán),，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對SIM卡號和APN進(jìn)行綁定,，劃定用戶可接入某系統(tǒng)的范圍,只有屬于指定行業(yè)的 SIM卡手機(jī)號才能訪問專用APN，移動終端與數(shù)據(jù)中心采用中國移動分配的專門的APN進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)接入,，普通手機(jī)的SIM卡號無法呼叫專門的APN,。
3,、對于特定用戶，可通過數(shù)據(jù)中心分配特定的用戶ID和密碼,，其他沒有數(shù)據(jù)中心分配的用戶ID和密碼的用戶將無法登錄進(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VPN對整個數(shù)據(jù)傳送過程進(jìn)行加密保護(hù),；通過遠(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無線通訊解決方案不僅能很好地滿足環(huán)保信息采集的需求,，而且,，作為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的移動通信公司也將因此獲得業(yè)務(wù)穩(wěn)定的集團(tuán)用戶，隨著用戶數(shù)量的增加,，移動通信公司的營收也隨之增加,，調(diào)動了運(yùn)營商的積極性，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,。