城市垃圾处理设施综合监控系统 摘要：无线环境监测综合应用系统因应需求而生，融合无线环境监测、无线视频监控、无线 LED 信息发布三位一体，将在各类垃圾处理设施采集的参数与视频信息进行综合分析和处理，并及 时、准确地向公众传播监测信息和数据。 环保的重要性： 随着经济和社会飞速发展，在国家大力推进城市化进程的作用下，城市规模不断扩大，日益 增长的城市居住人口和日趋繁荣的商业、社会活动，对城市的配套能力和环境保护带来巨大 压力，其中，“垃圾围城”的影响尤为明显。 环境保护是我国一项基本国策，随着各级政府对科学发展认识的深入，在治理水污染、工业 污染的同时，城市垃圾处理也越来越重要，成为各级相关管理部门的重点工作任务 垃圾处理现状： 因为长期以来垃圾分类收集、减量处理等工作的欠缺，导致城市生活垃圾不断膨胀，超出规 划和场地负荷，原有的中转、分拣、填埋等措施，在严重超负荷运转下，又使得臭气、渗滤 液和工作噪音等设计时原本能够控制的污染经常超标，极大地影响了附近居民的生活环境， 或是因管理、运营不规范，随意、违规处理等原因，对环境造成二次污染，造成公众意见极 大。 分拣、转运站需要增加，填埋场急需扩建，但仍无法满足中远期垃圾处理的需求，因此，作 为新型处理设施和解决办法，高效、先进的垃圾焚烧厂的建设越来越受到重视，但因公众对 其缺乏信任、对垃圾焚烧产生的二次污染存在极大担忧，对焚烧设施如何控制二次污染的技 术措施和手段欠缺了解，在各地垃圾焚烧处理设施的规划和建设过程中，不少民众提出了反 对意见。 一面是堆积如山、即将被塞满的垃圾填埋场，另一面则是居民的持续反对和抗议——不断发 生的各地垃圾焚烧发电厂建设“困局”，让各级政府和管理部门在垃圾处理问题上面临环保 技术和公共行政事务处理“双重压力”，除合理引导公众、加强监管监测之外，通过新技术、 新手段寻求可行的解决办法也成为当务之急。 垃圾处理现状 方案概述： 无线环境监测综合应用系统因应需求而生，融合无线环境监测、无线视频监控、无线 LED 信息发布三位一体，将在各类垃圾处理设施采集的参数与视频信息进行综合分析和处 理，并及时、准确地向公众传播监测信息和数据。 本综合应用系统在极大的帮助了市政管委和环保部门增强监测手段、提高监管效率、 完善规划部署的同时，更加有效地向公众传达了各类垃圾处理设施的二次污染控制能力和实 际情况，使其知情权得以保障，增加对设施处理能力的信任，从而有效促进新型处理设施的 建设、投产，造福社会。 系统组网示意图： 系统组成： 1）污染物测量采集单元 包括各项要求监测气体、液体的成份、含量、数量等相关参数采集并输出至无线通讯 单元。 2）视频采集终端 包括在重点监测对象的排烟口、排污口、填埋处理设施等位置设立的枪式摄像机、 匀速摄像机等。 3）空气质量测量采集单元 包括各项要求监测的气体：二氧化硫（SO2）二氧化氮（NO2）可吸入颗粒物（PM10）一 氧化碳（CO）臭氧（O3）等相关参数采集并输出至无线通讯单元。 4）CM3160 无线通讯单元 负责系统关键的数据传输，与平台服务器保持实时连接，自动上传采集数据、接收控制指令 并返回状态。 5）CM530 无线视频服务器 根据应用环境选用不同 3G 制式及单路、多路视频接入，在本地实现视频编码与存储， 按系统设置无线上传至后台供实时监控及调阅，执行后台控制指令远程遥控摄像机及云台动 作，设置报警预置位等。 6）LED 信息显示终端 包括户外广场大屏、环保、市政管委等相关单位信息显示屏等，显示效果及规格参数符合户 外环境使用技术要求。 7）LED 异步图文控制单元 负责接收无线通信单元传送的节目内容和控制信息，并将其转换成屏体终端可执行数 据，实现屏体节目播放、列表更新、控制指令执行及状态返回。 8）预警信息语音播报单元 安装在环境监测信息显示屏周边，将数据通讯单元传送的语音信息以号角喇叭或广场喇 叭的形式广播出去，实现更为直接、更有效的环境监测信息实时传递，同时可有效宣传环保 信息和文明公益。 9）系统传输网络 系 统 基 于 移 动 通 信 运 营 商 2.5G/3G 数 据 网 络 进 行 传 输 ， GPRS/CMDA/EDGE 以 及 TD-SCDMA/EVDO/WCDMA 制式均可满足本系统通信应用。 10）无线环境监测系统管理平台 实现对各垃圾处理设施监测点的实时排放参数采集、对城市空气质量的实时监测、数据 分析与处理、数据图形显示、各监测点实时视频观测、视频浏览及图像抓拍等主体功能； 系统包括移动客户端接入、视频显示控制功能，可实现与 GIS 及其它接口的报警联动。 11）系统显示、联动及配套设施 主要包括监控电视墙、显示控制设备、联动系统及其它配套（如太阳能供电单元等）。 系统功能： 在垃圾转运站、填埋场、焚烧厂等垃圾处理设施各关键监测地点安装环境监测系统， 主要实现功能： 1）环境监测数据采集 安装在各重点监测区域、监测点的排放物参数采集设备以及垃圾处理设施周边的空气 质量监测设备进行实时、连续的检测并将各项数据上传至后台管理系统。 2）监测点实时视频监控 通过安装在各监测点的专用摄像机实时观测各监测点排放及处理设施运转的实际图 像，对监控过程视频影像记录作本地存储并通过 3G 无线通道上传至后台系统，更为直观的 了解现场信息。 3）定时图像抓拍 对各监控区域预设地点按实际使用需求进行定时的图像抓拍，并上传至后台管理系 统。 4）监测联动报警 通过预设报警值及联动预案，当监测数据异常触发报警事件时，系统可自动联动至 GIS 及相关视频监控点，快速反应并辅助决策。 5）环境监测信息播出 系统所采集的环境监测数据经过分析处理后进行节目文件编辑、审核并最终在各相应 终端 LED 显示屏上播出。 6）环保知识普及&公益信息宣传 将 LED 显示屏和语音广播作为环境保护宣传的基础设施，在平常时段进行各种环保知识 的普及和相关文明公益的宣传教育。 7）突发应急事件信息插播 按照实际应用需要和管理部门要求，本系统可对各类紧急信息实行临时插播，及时引导 公众。 无线环境监测系统： 系统服务器端 无线环境监测系统服务器端包括：中心管理服务器、应用系统服务器和通信与认证服务 器。如下图所示： 中心管理服务是业务系统核心，功能包括：用户管理、设备管理、日志管理、业务管 理等。 应用系统服务器是各种应用系统的主要载体，主要针对水文、气象及其它不同应用行 业，并负责中心数据和各种业务系统数据的存储和管理。 通信&认证服务器作为监测中心和采集终端交互的平台，进行采集数据和控制指令的转 发工作，并负责传输网络的监测与维护，提供终端上线注册功能，与终端实时保持心跳连接； 作为中心通信枢纽，连接了所有终端设备和网络设备，起到注册和定位的作用。 系统客户端 客户端软件作为用户应用接口，主要功能及设置选项如下： 1）查看实时采集数据、智能分析、图形显示：系统支持各等级分屏显示监测数据窗口， 并能切换为全屏显示方式，提供多样监测数据分析显示模式（如曲线图、柱形图等）。 2）终端控制：添加、删除、更改系统终端，远程控制采集设备、传感设备的动作，远 程配置终端参数、远程升级。 3）环境监测信息节目文件编辑、审核、播发：根据监测点采集数据进行信息播出文件 的制作和提交并在 LED 屏显示 4）报警联动：设定相关参数为报警触发点，预案设置被报警事件触发后，自动按预先 设定的集合执行动作：如警灯闪烁、联动至 GIS 系统或视频监控系统及时查看事件发生位置、 观察现场情况等。 5）显示设置与权限管理：根据系统后端监测管理平台、显示设备的规划设置相应的显 示方式，添加及修改、删除子机构，及根据子机构定义配置对应权限。 6）其他辅助功能：OSD 设置、数据&日志查询、报表打印等。 M2M 业务终端设备： DTU 设备 系统采用的 DTU 型号有：CM3161/CM3160。如下图所示： DTU 设备特点： 1）工业级设计，多重电路保护,满足各种恶劣环境的应用需要。 2）内嵌实时多任务操作系统，模块化设计，CPU、无线核心模块分离。 3）标准 RS232/485/422 工业通讯接口。 4）标准 PPP、TCP/IP、UDP/IP 协议。 5）支持运营商 WMMP1.1、3.0 通信协议。 6）才茂特有的 DDP?、TDP?和 AT+协议、支持远程参数配置。 7）支持固定、动态 IP 地址数据中心，支持多中心，支持 DNS 域名寻址。 8）优化电磁兼容设计、支持宽压输入、智能电源管理技术。 视频服务器 DVS 系统采用的才茂 DVS 型号有：CM530。如下图所示： 才茂 DVS 特点： 1）DVS 是采集、压缩、处理音视频数据的专业网络传输设备。 2）系统 DVS 主要功能是通过摄像头采集视频信号，将模拟信号压缩编码为 H.264 码流，通过移动运营商 3G 无线网络进行上传。 3）支持抓拍，照片以 JPG 格式回传至客户端。 4）云镜控制，可控制云台上、下、左、右转动，自动巡航，控制镜头变焦， 支持 pelco-D/P 协议。 5）支持移动侦测功能，支持报警输入与输出。 6）支持 OSD，从应用数据库联接实现相关内容叠加显示。 7）支持内置 SD 卡存储。 DTU 产品优势： 1）DTU 支持永远在线、断线自动重连、实时心跳维护、双看门狗等技术，确 保数据传输畅通。 2）系统提供 DTU 工作状态监控接口，客户端可以实时监控所有终端工作状 态、刷新网络注册时间，并自动计算离线时长，为评估设备工作状态提供有效依据。 3）DTU 同时支持现场维护接口以及远程配置、远程升级。 4）终端工业设计先进，结构合理，内部、外部接口均便于维修和维护。 5）DTU 由才茂自主研发，并通过权威检测机构全方位测试，产品上市至今 9 年时间，已在 M2M 各行业大量应用并稳定运行。 DVS 产品优势： 1）才茂 DVS 独具视频信号和检测数据 “双通道”传输功能，与业务系统接 口数据库联动，在实时视频监控的同时，可进行各项相关的数据采集、并进行数据叠加，更 直观、更实用。 2）DVS 采用了标准数据接口，兼容主流通信协议，与采集、传感单元集成 能力强。 3）改进的 H.264 编码算法，并针对无线网络作出优化，提高了画质，视频 编码与无线传输无缝结合，可在 3G 与 2G/2.75G 网络间自动切换。 4）DVS 由才茂主自研发，采用工业级元器件，并通过权威检测机构全方位 测试，产品上市至今已在 M2M 各相关行业大量应用并稳定运行。