張 鵬 陳曉平

(1.焦作市環(huán)境監(jiān)控中心，河南 焦作 454000；2.河南理工大學(xué) 現(xiàn)代教育技術(shù)中心，河南 焦作 454000)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展和人口的不斷增長(zhǎng)，霧霾等環(huán)境問題也日趨嚴(yán)重。為了有效地對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行監(jiān)控，環(huán)境監(jiān)控部門必須結(jié)合最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和信息技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的監(jiān)控工作進(jìn)行改造，使環(huán)境監(jiān)控工作真正作到信息化、準(zhǔn)確化、自動(dòng)化和全面化。

環(huán)保部門的工作人員以及運(yùn)營(yíng)服務(wù)部門必須定期前往各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)巡檢，以防止由于監(jiān)控設(shè)備故障而造成的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)失真。由于排污企業(yè)分散，巡檢可能會(huì)出現(xiàn)以下情況：

1）不能了解巡檢人員是否定期或不定期到各個(gè)基站巡檢；

2）無(wú)法記錄巡檢人員進(jìn)出各基站的時(shí)間；

3）無(wú)法得知巡檢人員是否按要求做好設(shè)備校核及維護(hù)；

4）巡檢人員佩戴鑰匙較多，操作繁瑣；

5）無(wú)法驗(yàn)證進(jìn)入站房人員是否經(jīng)過授權(quán)。

自動(dòng)監(jiān)控基站巡檢信息管理系統(tǒng)，針對(duì)重點(diǎn)污染源自動(dòng)監(jiān)控站點(diǎn)的巡檢工作進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)用視頻圖像、填寫巡檢日志等方法，將巡檢數(shù)據(jù)通過VPN 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞皆诤笈_(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)管理的目的。

1 統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)具有對(duì)門戶出入控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控、巡檢情況記錄等多種功能，它主要方便巡檢出入，杜絕非法人員隨意進(jìn)出，既方便了管理，又增強(qiáng)了安全措施。

系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)庫(kù)，管理平臺(tái)，以及控制平臺(tái)，各種硬件外設(shè)幾部份組成，可以實(shí)時(shí)地對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控與收集。

通過VPN 網(wǎng)絡(luò)在各個(gè)系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，對(duì)信息安全更有保障。系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)的組成設(shè)備如下：

1.1 紅外攝像機(jī)

巡檢人員進(jìn)出基站時(shí)，聯(lián)動(dòng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錄像，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在現(xiàn)場(chǎng)硬盤錄像機(jī)，并將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。該攝像機(jī)具備紅外夜視功能，保證在夜間也能清晰的監(jiān)控站點(diǎn)基站內(nèi)部的情況。

1.2 門禁控制器

存儲(chǔ)感應(yīng)卡權(quán)限和刷卡記錄，并處理所有讀卡器上傳信號(hào)，負(fù)責(zé)和計(jì)算機(jī)通訊和其他數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器協(xié)調(diào)，配合管理軟件的智能處理中心。

1.3 硬盤錄像機(jī)

連接攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)視頻錄像及圖像抓拍和儲(chǔ)存，以備后期進(jìn)行調(diào)閱。

1.4 發(fā)卡器

連接到控制計(jì)算機(jī)，管理人員通過發(fā)卡器管理巡檢人員所持射頻卡的權(quán)限。

1.5 讀卡器

通過RFID 感應(yīng)技術(shù)原理，識(shí)別射頻卡內(nèi)置加密卡號(hào)。

1.6 射頻卡

存儲(chǔ)用戶的不可復(fù)制和解密的ID 號(hào)。

1.7 電插鎖

電動(dòng)執(zhí)行設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)站點(diǎn)房門的開啟或鎖止。該鎖具有斷電自鎖功能，能夠確保站房停電之后，房門不會(huì)打開，保證站房設(shè)備的安全性。

1.8 自動(dòng)監(jiān)控基站巡檢信息管理系統(tǒng)軟件

通過電腦對(duì)所有單元進(jìn)行中央管理和監(jiān)控，進(jìn)行相應(yīng)的授權(quán)、統(tǒng)計(jì)管理工作。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)使用目前比較先進(jìn)，也是很成熟的程序開發(fā)平臺(tái)來完成，從而保證了系統(tǒng)的安全，先進(jìn)，可持續(xù)性，升級(jí)維護(hù)方便，使用方便。

根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇合適的開發(fā)平臺(tái)，系統(tǒng)的管理平臺(tái)是使用java 平臺(tái)開發(fā)的B/S 模式的程序?？刂破脚_(tái)使用VS2010 開發(fā)平臺(tái)來完成C/S 模式控制平臺(tái)的開發(fā)，在每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)需要安裝客戶端程序。

系統(tǒng)是由多個(gè)功能模塊協(xié)作組成，從功能上劃分為六大模塊：刷卡聯(lián)動(dòng)子系統(tǒng)、日志錄入子系統(tǒng)、報(bào)警功能子系統(tǒng)、局方數(shù)據(jù)異動(dòng)核查子系統(tǒng)、門禁控制子系統(tǒng)、綜合管理平臺(tái)。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。

2.1 系統(tǒng)服務(wù)功能

2.1.1 刷卡聯(lián)動(dòng)子系統(tǒng)

當(dāng)有人員刷卡進(jìn)入時(shí)，啟動(dòng)錄像機(jī)開始錄像到門自動(dòng)關(guān)閉后30秒（這個(gè)時(shí)間可自行設(shè)定）終止，關(guān)閉錄像機(jī)錄像功能。在控制平臺(tái)里也可以手動(dòng)完成指定錄相機(jī)的指定攝相頭完成錄相功能。此子系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理功能。

2.1.2 日志錄入子系統(tǒng)

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

在人員離開時(shí)，在指定客戶端錄入人員工作情況日志提交到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，需要注意的是日志只能在當(dāng)前所巡視地點(diǎn)錄入，在其他非本巡視地點(diǎn)錄入視為無(wú)效日志；本日志供查看或者其他用途，并且能在后臺(tái)根據(jù)關(guān)鍵詞索引檢索相關(guān)日志記錄。

2.1.3 報(bào)警功能子系統(tǒng)

根據(jù)提供的數(shù)據(jù)模板，自動(dòng)核查巡視人員是否達(dá)到巡視的標(biāo)準(zhǔn)，以此為依據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。

2.1.4 局方數(shù)據(jù)異動(dòng)核查子系統(tǒng)

在人員巡視完成后，對(duì)規(guī)定數(shù)據(jù)自動(dòng)核查，如果不在局方規(guī)定的安全范圍，主動(dòng)報(bào)警，并寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.1.5 門禁控制子系統(tǒng)

門禁系統(tǒng)采用先進(jìn)的感應(yīng)讀卡技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，根據(jù)用戶提出的門禁考勤管理的具體需求，每人將持有智能感應(yīng)卡，根據(jù)所獲得的授權(quán)，在有效期限內(nèi)可開啟指定的門鎖進(jìn)入實(shí)施門禁控制的場(chǎng)所，中央管理電腦記錄所有系統(tǒng)事件，配置相關(guān)的管理軟件按管理要求進(jìn)行記錄查詢并自動(dòng)生成各種報(bào)表。

2.1.6 綜合服務(wù)管理平臺(tái)

綜合管理平臺(tái)主要管理平臺(tái)的正常健康運(yùn)行的基本參數(shù)和系統(tǒng)的相關(guān)報(bào)表。

2.2 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

系統(tǒng)主要使用VPN 專用網(wǎng)絡(luò)，利用現(xiàn)有的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)庫(kù)，控制各部份外設(shè)，數(shù)據(jù)采集傳輸。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生有其時(shí)效性，反應(yīng)速度快，傳輸安全，封閉性，各個(gè)外設(shè)均有其相應(yīng)的識(shí)別標(biāo)識(shí)，可以輕松地查找到接入網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)外設(shè)。

2.3 系統(tǒng)的安全性

系統(tǒng)的安全性主要包括軟件系統(tǒng)安全以及硬件安全，以下就這兩方面進(jìn)行說明。

軟件系統(tǒng)安全：

1）系統(tǒng)只保留用于SOCKET 通信的端口以及操作系統(tǒng)必須的端口，將其他端口全部封閉，每一個(gè)SOCKET 通信過程進(jìn)行身份驗(yàn)證，只有通過驗(yàn)證的通信過程才能正常進(jìn)行，否則，將中斷通信過程，并將所有數(shù)據(jù)包丟棄；

2）數(shù)據(jù)庫(kù)定期自動(dòng)備份，以免數(shù)據(jù)損壞或丟失；

3）對(duì)于斷網(wǎng)不能及時(shí)更新數(shù)據(jù)暫存于本地以免數(shù)據(jù)丟失。

硬件安全性：

1）對(duì)于像硬盤之類的重要部件進(jìn)行安全防護(hù)；

2）設(shè)備采用低壓用電，保證使用安全。

3 總結(jié)

本文完成了重點(diǎn)污染源自動(dòng)巡檢系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)。系統(tǒng)簡(jiǎn)單方便，人機(jī)界面良好，系統(tǒng)可靠性能良好。該系統(tǒng)已經(jīng)在焦作市環(huán)保局投入使用。在具體使用過程中取得了良好的效果，大大加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)控能力，為自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有效性提供可靠的保障。

［1］楊艷民，王學(xué)俊，楊林.OPC 技術(shù)在污水處理控制系統(tǒng)中應(yīng)用[J].電氣傳動(dòng)，2007，37（4）：55-58.

［2］孫小斐，馬邕文.基于組態(tài)軟件和PLC 的造紙污水處理監(jiān)控系統(tǒng)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2009，22（4）：21-22.