环境在线监测数据处理系统技术方案

一种可进行水质、烟气监测并可满足远程网／局域网通讯的环境在线监测数据处理系统，包括显示电路、看门狗复位电路、时钟电路、存储器电路、按键处理电路、打印机接口电路，它还有Ａ／Ｄ测量电路，由动态校准继电器输出接口和报警继电器输出接口构成的光电隔离继电器接口电路；用来通过电话线进行远程通讯和双绞线联网实现本地通讯的通讯接口，一个与上述电路单元相连的且用来对输入的信号进行线性运算处理、计量单位换算，数据处理及记录，动态校准及报警输出的单片机。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种测量装置，特别涉及一种环境在线监测数据处理系统。环境监测是环境保护工作中的一个主要组成部分，环境监测具体分为大气环境监测、自然水环境监测、污水排放监测、废气排放监测。就目前市场上的产品看，一种是西安交大开发的“环境监理信息系统”，该系统从环境监理角度来讲满足了其工作要求，但其具有以下不足(1)其数据处理是以每天为处理间隔，缺乏监测数据的实时性，因此不能满足环境管理的要求，更不能满足环境现场管理及环境污染事故调查的要求。(2)又因为该系统没有动态校准控制及其相应的数据处理功能，不能满足当前烟气(大气)监测仪表的在线使用要求。(3)监测项目已经确定死，新增监测项目无法加入，例如国家拟定增加的水质TOC监测项目等。另一种是国内其它厂家开发的网络监测系统，具体分为水质监测系统，烟气监测系统。其中用作水质监测的数据处理机均没有动态校准控制及相应数据处理功能；用作烟气(大气)监测的数据处理机由于其工作原理较复杂，各厂家均使用了工业控制微机来完成该任务。因此现有的水质监测数据处理机不能完成烟气(大气)的网络监测，现有的烟气(大气)监测的数据处理机由于造价高，当用于水质监测时大材小用，与现有的水质监测数据处理机无法竞争，同时其与单片机制造的烟气(大气)数据处理机相比同样具有造价高，使用复杂，寿命短的缺点。本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种既可进行水质监测、又可进行烟气监测且成本低廉、技术附加值高且安装及维护容易、操作简单、使用寿命长、可靠性高，既可以满足远程通讯、又可满足现场总线联网要求的环境在线监测数据处理系统。该环境在线监测数据处理系统，包括用来显示仪器系统时间、测量结果及设置的参数、报警状态和动态校准状态的显示电路，用来完成整机的上电复位及当系统受到干扰、系统死机时自动重新复位的看门狗复位电路，用来在系统断电后时钟连续走时、提供秒计时中断及数据存储的时间的时钟电路，用于存储设置参数和存储测量数据的存储器，用于查看时间、测量结果、校准结果、手动启动校准、手动打印、设置参数的按键处理电路，用来定时或手动打印测量结果的打印机接口电路，其特殊之处是它还有用来将浓度测量仪表的瞬时测量结果进行模/数转换的A/D测量电路；由用来与浓度测量仪表相连进行动态校准的动态校准继电器输出接口和与外接的报警器相连的报警继电器输出接口构成的光电隔离继电器接口电路；用来通过电话线联网进行远程通讯和双绞线联网实现本地通讯的通讯接口，它还有一个与上述电路单元相连的单片机，所说的单片机用来对由A/D测量电路输入的信号进行线性运算处理、计量单位换算，以使显示电路显示的结果与浓度检测仪表测量的结果相对应；同时将数据按时钟电路设置的时间间隔进行平均值计算、最大值、最小值处理，超过报警设之值数据记录及其时间记录，通过动态校准继电器输出接口按设置的时间间隔、启动时间完成对浓度测量仪表的零点、标度的校准，记录校准结果及校准时间，并将处理的数据放到存储器电路存储、通过打印机打印、通过通讯接口进行数据远传；当对应通道的测量数据大于设置的报警限度时通过报警继电器输出接口接通外接的报警器。本专利技术的优点是1、现场子系统充分集成，以一台数据处理机完成全部校准控制子系统、数据处理子系统，网络通讯子系统功能。2、由于中央处理器采用全部由半导体器件构成的单片机，成本低廉，技术附加值高，且寿命长，无计算机病毒等危害；3、通过内置通讯接口，既可以满足远程通讯的要求，又可以满足现场总线联网的要求。4、由于为通用测量接口设计，且通过中央处理器可对输入的信号进行线性运算处理和计量单位换算，因此，可与任何具有标准模拟信号输出的仪表进行接口，满足与任何浓度检测仪表的数据接口要求，使系统组合灵活，可大可小。5、可对浓度测量仪表进行动态标准及当对应通道的测量数据大于设置的报警限度时接通外接的报警器。图面说明附图说明图1是本专利技术的电路方框图；图2是本专利技术的主程序流程图；图3是本专利技术的主程序中计数器中断子程序流程图；图4是本专利技术主程序中时钟电路秒中断子程序流程图；图5是本专利技术的主程序中通讯中断子程序流程图。下面结合实施例对本专利技术做详细说明如图所示，该环境在线监测数据处理系统有一个单片机5作为中央处理器(可采用PHILIPS89C58CUUU)，其它各单元如下12位A/D测量电路1，该电路由8路V/I转换器将测量的4～20mA(0～20mA)电流信号转换成0.4～2V(0～2V)电压信号，该信号通过滤波电路传输到(TLC2543)A/D)转换器，A/D转换器将输入信号与基准电压比较得到与之相对应的数字信号，并通过SPI(串行端口接口)总线传输到CPU。光电隔离继电器接口电路2，包括动态校准继电器输出接口和报警继电器输出接口，所说的动态校准继电器输出接口按设置的时间间隔、启动时间完成对浓度测量仪表的零点、标度的校准，报警继电器输出接口当对应通道的测量数据大于设置的报警限度时接通外接的报警器。打印机接口电路3，其输出打印格式按TP-μP微机打印机设计，可以定时或手动打印测量结果。通讯接口电路4，该接口包括光电隔离器、RS232驱动(MAX232)、RS485驱动(SN75LBC184)、隔离电源等电路组成，由于采用了隔离驱动技术，使得通讯接口的稳定性及可靠性得到很大提高，其中RS232接口用于外接调制解调器15(MODEM)实现电话线联网进行远程通讯，RS485接口通过双绞线联网实现本地通讯(局域网)。显示电路9，用于显示仪器系统时间、测量结果及设置的参数及报警状态，动态校准状态。按键处理电路10，用于查看时间、测量结果、校准结果、手动启动校准、手动打印、设置参数等。看门狗复位电路6，用于完成整机的上电复位及当系统受到干扰系统死机自动重新复位。时钟电路8，该芯片为实时时钟电路，内置锂电池，系统断电后时钟连续走时，提供秒计时中断及数据存储的时间标志。存储器(RAM)电路7，用于存储设置参数和存储测量数据。上述各单元与单片机5相应端相连，所说的单片机5对由A/D测量电路1输入的信号进行运算处理，包括量程处理，计量单位换算等，以使显示电路9显示的结果与浓度测量仪表测量的结果相对应；同时通过时钟电路8将数据按设置的时间间隔进行平均值计算、最大值、最小值处理，超过报警设定值数据记录及其时间记录，通过动态校准继电器输出接口按设置的时间间隔、启动时间完成对浓度测量仪表的零点、标度的校准，记录校准结果及校准时间，并将处理的数据放到存储器电路7存储、通过打印机接口3接打印机打印，通过通讯接口4进行数据远传；当对应通道的测量数据大于设置的报警限度时通过报警继电器输出接口接通外接的报警器。单片机5内置系统初始化程序及主程序(见图2)、A/D测量子程序、继电器输出子程序，打印输出子程序，SPI总线控制子程序，I2C总线控制子程序，看门狗复位控制子程序，数据处理、计算子程序，数据存储子程序、显示子程序，按键处理子程序，通讯控制子程序。系统全部功能均由中断子程序完成，(1)显示输出、按键扫描及处理、通讯状态检测，由计数器中断子程序完成(见图3)，每隔50ms执行1次。(2)接口测量、数据计算处理、报警控制、动态校准控制，由时钟电路秒中断子程序完成(见图4)，每隔1S执行1次。(3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境在线监测数据处理系统，包括用来显示仪器系统时间、测量结果及设置的参数、报警状态和动态校准状态的显示电路，用来完成整机的上电复位及当系统受到干扰、系统死机时自动重新复位的看门狗复位电路，用来在系统断电后时钟连续走时、提供秒计时中断及数据存储的时间的时钟电路，用于存储设置参数和存储测量数据的存储器，用于查看时间、测量结果、校准结果、手动启动校准、手动打印、设置参数的按键处理电路，用来定时或手动打印测量结果的打印机接口电路，其特征在于，该环境在线监测数据处理系统还有用来将浓度测量仪表的瞬时测量结果进行模／数转换的Ａ／Ｄ测量电路；由用来与浓度测量仪表相连进行动态校准的动态校准继电器输出接口和与外接的报警器相连的报警继电器输出接口构成的光电隔离继电器接口电路；用来通过电话线联网进行远程通讯和双绞线联网实现本地通讯的通讯接口，它还有一个与上述电路单元相连的单片机，所说的单片机用来对由Ａ／Ｄ测量电路输入的信号进行线性运算处理、计量单位换算，以使显示电路显示的结果与浓度检测仪表测量的结果相对应；同时将数据按时钟电路设置的时间间隔进行平均值计算、最大值、最小值处理，超过报警设定值数据记录及其时间记录，通过动态校准继电器输出接口按设置的时间间隔、启动时间完成对浓度测量仪表的零点、标度的校准，记录校准结果及校准时间，并将处理的数据放到存储器电路存储、通过打印机打印、通过通讯接口进行数据远传；当对应通道的测量数据大于设置的报警限度时通过报警继电器输出接口接通外接的报警器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫东，金振兴，钱建华，曹福德，李志佳，
申请(专利权)人：渤海大学，锦州华冠环境科技实业公司，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]