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索引号:  HB0230000/2017-05082 文号:  
发布机构:  科技标准处 生成日期  2017年10月30日
名称:  阿什河流域水污染综合治理技术及工程示范

阿什河流域水污染综合治理技术及工程示范

发布日期:2017-10-30

    一、技术研发进展

    1.基于HSDPA 3G远程通信技术研究

阿什河全流域的水环境监控的各监测点地理分布范围大,距离远,为保证信息传输的连续性,课题组设计了基于802.11HSDPA 3G多链路冗余的通信方案,实现监测数据24小时,全天候实时、可靠传输。所有的冗余和路由调度均由网关透明实现,确保对于采集设备通信接口统一。课题组开发了基于华为EM770W的通信模块硬件,并开发了核心数据采集系统的3G通信接口,实现了高效、可靠的远程通信链路。

    2.基于嵌入式的GPS定位技术研究

系统采用高性能的STM32F103嵌入式处理器,配合SIM5320模块完成GPRS通信功能。STM32F103处理器的最高频率为72MHz,能够满足车载信息采集的实时性要求。SIM5320模块是SIMCOM公司推出的一款高性价比的WCDMA/HSDPA通信模块。该模块具有紧凑的尺寸、超薄的厚度、支持下行速率达3.6Mbps,并且内置GPSA-GPS,非常适合应用于车载信息跟踪系统。

STM32处理器与SIM5320模块之间通过串口进行通信,同时SIM5320模块连接手机SIM卡,通过3G网络将数据发送到服务器上。在车载信息跟踪系统中,STM32处理器首先通过串口给SIM5320模块发送指令确定GSM模块是否连接正常、GPRS网络是否注册、数据发送是否正常等信息,然后发送相应指令通过IP地址和端口号连接服务器,最后进入循环,每隔3s发送指令获取当前位置信息,并将信息发送到服务器上。

该模块体积小、工作温度范围为-30~80℃,可以工作在环境温度要求严格的车载环境,内嵌GPSAGPS功能,能够实现对车辆的定位跟踪。通过该模块,用户能够在服务器上监测到车辆的位置变化,并可以模拟出运动轨迹。系统监控中心结构主要包括GSM通信网络、GIS 终端、电子显示屏、监控终端、主控计算机。监控中心接收车载移动单元传送来的车辆GPS定位数据信息,通过 GIS 地图匹配就能在地图上实时显示车辆当前精确位置,从而方便的实现对车辆的定位。

    将此两项技术对GPS数据进行实时传输,以很好的完成车载定位功能,并具有成本较低、系统覆盖面广、使用维护费用低、通讯可靠等特点,而且是一个可以提供实时、准确交互信息的系统,基本可以实现准确且无盲点的定位,保障定位的效果。另外为了减少GPS的星钟误差,相对论误差,地球自转误差,电离层和对流层等误差,我们对GPS定位数据进行了基于线性调频扩频定位误差修正算法,该算法有效地减少了定位带来的误差,将定位精度由原来的十几米缩小到了3米以内,有效地消除了GPS定位的误差,提高了定位精度。

    二、示范工程进展

    建立阿什河水质监控系统

    体系结构采用客户/服务器模式(C/S模式),采用SQL Server2008作为数据库服务器,采用ArcSDE为空间数据引擎对水环境相关空间及属性数据进行一体化管理,系统在MicroSoft公司的.NET平台下,结合ESRI公司的ArcEngine进行的组件式二次开发,采用Matlab进行水质模型的数值计算,将其与GIS进行集成,并对采用的组件、插件等关键技术实现了阿什河水质监控系统

    通过构建松花江阿什河流域水质综合信息管理系统,建立水质监控和保护体系,通过平台提供数据统计分析、数据监测预警及风险处理方案,便于操作人员的统计、分析及决策,并规划拟定未来水治理产业化路线,建立产业化模型。未来可大规模应用于环保、气象及生态保护领域,从而在利用资源的基础上坚持持续能源建设和风险预警。