张 鹏 陈晓平

(1.焦作市环境监控中心，河南 焦作 454000；2.河南理工大学 现代教育技术中心，河南 焦作 454000)

0 引言

随着经济的持续高速发展和人口的不断增长，雾霾等环境问题也日趋严重。为了有效地对环境污染进行监控，环境监控部门必须结合最新的计算机技术、通讯技术和信息技术，对传统的监控工作进行改造，使环境监控工作真正作到信息化、准确化、自动化和全面化。

环保部门的工作人员以及运营服务部门必须定期前往各个监控点巡检，以防止由于监控设备故障而造成的监控数据失真。由于排污企业分散，巡检可能会出现以下情况：

1）不能了解巡检人员是否定期或不定期到各个基站巡检；

2）无法记录巡检人员进出各基站的时间；

3）无法得知巡检人员是否按要求做好设备校核及维护；

4）巡检人员佩戴钥匙较多，操作繁琐；

5）无法验证进入站房人员是否经过授权。

自动监控基站巡检信息管理系统，针对重点污染源自动监控站点的巡检工作进行管理，实现用视频图像、填写巡检日志等方法，将巡检数据通过VPN 网络传输的方式在后台进行实时管理的目的。

1 统总体设计

系统具有对门户出入控制、实时监控、巡检情况记录等多种功能，它主要方便巡检出入，杜绝非法人员随意进出，既方便了管理，又增强了安全措施。

系统分为数据库，管理平台，以及控制平台，各种硬件外设几部份组成，可以实时地对各个系统的异常数据进行监控与收集。

通过VPN 网络在各个系统之间进行数据传送，对信息安全更有保障。系统拓扑结构图如图1 所示。

图1 系统拓扑结构图

系统的组成设备如下：

1.1 红外摄像机

巡检人员进出基站时，联动对现场进行录像，数据储存在现场硬盘录像机，并将数据上传到服务器。该摄像机具备红外夜视功能，保证在夜间也能清晰的监控站点基站内部的情况。

1.2 门禁控制器

存储感应卡权限和刷卡记录，并处理所有读卡器上传信号，负责和计算机通讯和其他数据存储器协调，配合管理软件的智能处理中心。

1.3 硬盘录像机

连接摄像机，实现现场视频录像及图像抓拍和储存，以备后期进行调阅。

1.4 发卡器

连接到控制计算机，管理人员通过发卡器管理巡检人员所持射频卡的权限。

1.5 读卡器

通过RFID 感应技术原理，识别射频卡内置加密卡号。

1.6 射频卡

存储用户的不可复制和解密的ID 号。

1.7 电插锁

电动执行设备，用于实现对站点房门的开启或锁止。该锁具有断电自锁功能，能够确保站房停电之后，房门不会打开，保证站房设备的安全性。

1.8 自动监控基站巡检信息管理系统软件

通过电脑对所有单元进行中央管理和监控，进行相应的授权、统计管理工作。

2 系统软件设计

系统开发平台使用目前比较先进，也是很成熟的程序开发平台来完成，从而保证了系统的安全，先进，可持续性，升级维护方便，使用方便。

根据系统的要求选择合适的开发平台，系统的管理平台是使用java 平台开发的B/S 模式的程序。控制平台使用VS2010 开发平台来完成C/S 模式控制平台的开发，在每个监控点需要安装客户端程序。

系统是由多个功能模块协作组成，从功能上划分为六大模块：刷卡联动子系统、日志录入子系统、报警功能子系统、局方数据异动核查子系统、门禁控制子系统、综合管理平台。系统功能结构图如图2 所示。

2.1 系统服务功能

2.1.1 刷卡联动子系统

当有人员刷卡进入时，启动录像机开始录像到门自动关闭后30秒（这个时间可自行设定）终止，关闭录像机录像功能。在控制平台里也可以手动完成指定录相机的指定摄相头完成录相功能。此子系统还包括数据采集及数据处理功能。

2.1.2 日志录入子系统

图2 系统功能结构图

在人员离开时，在指定客户端录入人员工作情况日志提交到后台数据库，需要注意的是日志只能在当前所巡视地点录入，在其他非本巡视地点录入视为无效日志；本日志供查看或者其他用途，并且能在后台根据关键词索引检索相关日志记录。

2.1.3 报警功能子系统

根据提供的数据模板，自动核查巡视人员是否达到巡视的标准，以此为依据系统自动报警。

2.1.4 局方数据异动核查子系统

在人员巡视完成后，对规定数据自动核查，如果不在局方规定的安全范围，主动报警，并写入数据库。

2.1.5 门禁控制子系统

门禁系统采用先进的感应读卡技术和自动控制技术，根据用户提出的门禁考勤管理的具体需求，每人将持有智能感应卡，根据所获得的授权，在有效期限内可开启指定的门锁进入实施门禁控制的场所，中央管理电脑记录所有系统事件，配置相关的管理软件按管理要求进行记录查询并自动生成各种报表。

2.1.6 综合服务管理平台

综合管理平台主要管理平台的正常健康运行的基本参数和系统的相关报表。

2.2 网络构成

系统主要使用VPN 专用网络，利用现有的内部网络连接数据库，控制各部份外设，数据采集传输。

系统数据产生有其时效性，反应速度快，传输安全，封闭性，各个外设均有其相应的识别标识，可以轻松地查找到接入网络的各个外设。

2.3 系统的安全性

系统的安全性主要包括软件系统安全以及硬件安全，以下就这两方面进行说明。

软件系统安全：

1）系统只保留用于SOCKET 通信的端口以及操作系统必须的端口，将其他端口全部封闭，每一个SOCKET 通信过程进行身份验证，只有通过验证的通信过程才能正常进行，否则，将中断通信过程，并将所有数据包丢弃；

2）数据库定期自动备份，以免数据损坏或丢失；

3）对于断网不能及时更新数据暂存于本地以免数据丢失。

硬件安全性：

1）对于像硬盘之类的重要部件进行安全防护；

2）设备采用低压用电，保证使用安全。

3 总结

本文完成了重点污染源自动巡检系统的研究和设计。系统简单方便，人机界面良好，系统可靠性能良好。该系统已经在焦作市环保局投入使用。在具体使用过程中取得了良好的效果，大大加强环境监控能力，为自动监控系统的数据有效性提供可靠的保障。

［1］杨艳民，王学俊，杨林.OPC 技术在污水处理控制系统中应用[J].电气传动，2007，37（4）：55-58.

［2］孙小斐，马邕文.基于组态软件和PLC 的造纸污水处理监控系统[J].工业控制计算机，2009，22（4）：21-22.