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環(huán)境保護工作主要是對空氣等環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測，利用先進技術(shù)監(jiān)測大氣中污染等參數(shù)，并將參數(shù)匯總到數(shù)據(jù)庫，傳輸至相關(guān)部門，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享，為制定科學(xué)決策提供借鑒，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境的保護，還能夠提高工作效率及質(zhì)量。因此，加強對用于環(huán)保領(lǐng)域的計算機數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)的研究具有積極意義。

1計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分析

目前，環(huán)保問題備受關(guān)注。隨著環(huán)境污染情況日益嚴(yán)重，對環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測提出了更高要求。而現(xiàn)有環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)中，由于大部分監(jiān)測點較為分散，且分布范圍較廣，單純依靠傳統(tǒng)手工抄錄，不僅工作效率低、且失誤率較高，影響決策科學(xué)性。信息時代下，計算機、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)逐漸滲透至環(huán)保領(lǐng)域當(dāng)中，其中GPRS技術(shù)，憑借自身實時性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍攸c，成為環(huán)保領(lǐng)域數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的首選技術(shù)。在具體應(yīng)用中，將監(jiān)測設(shè)備采集到的污染數(shù)據(jù)及報警信息通過GPRS及時發(fā)送至環(huán)保監(jiān)測部門，能夠?qū)崿F(xiàn)對排污單位及個人的有效管理，提高環(huán)保工作有效性。

1.1硬件設(shè)計硬件主要由電源模塊、采集模塊及ARM控制模塊等六個部分構(gòu)成，如圖1。硬件在系統(tǒng)運行中，通過監(jiān)測設(shè)備獲取二氧化硫、煙塵等氣體污染物，將信號傳送至模擬量采集通道，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后，由微控器進行數(shù)據(jù)處理及保存，并將各項數(shù)據(jù)通過GPRS無線發(fā)射至各個模塊，最終送至監(jiān)測中心，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集。

1.2軟件設(shè)計對于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計來看，GPRS的環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)采集、無線網(wǎng)絡(luò)為一體的控制系統(tǒng)。總體來看，系統(tǒng)軟件流程設(shè)計主要由數(shù)據(jù)采集——故障分析——顯示——傳輸構(gòu)成。系統(tǒng)軟件主流程設(shè)計思想從系統(tǒng)的初始化入手，通過各類服務(wù)器的初始化及終端初始化。然后，是計數(shù)器、GPRS網(wǎng)絡(luò)等芯片初始化，讀取信息并進入到程序內(nèi)部，完成計算以及故障分析，確保數(shù)據(jù)傳輸真實、可靠性，為工作人員工作提供數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)采集通過轉(zhuǎn)換器進入到數(shù)據(jù)監(jiān)測設(shè)備中，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和讀取。GPRS數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議是數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊罁?jù)，也是數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的重要基礎(chǔ)，在系統(tǒng)中采取內(nèi)部擴展指令實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)分析

數(shù)據(jù)通信是一種通過電子計算機與通信線路相結(jié)合，完成編碼信息的傳輸、轉(zhuǎn)換及存貯的通信技術(shù)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指將計算機作為基礎(chǔ)，利用通信線路連接分布在各個地方的數(shù)據(jù)終端設(shè)備執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)。通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享，減少信息傳輸滯后性問題，提高環(huán)保工作有效性。筆者設(shè)計的通信系統(tǒng)主要由通信中心與五個數(shù)據(jù)終端構(gòu)成。通過數(shù)據(jù)傳輸平臺，對各個子站命令，同時收集子站數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。中心站與子站之間通信規(guī)程的合理設(shè)計是確保通信系統(tǒng)質(zhì)量的有效方式。在通信系統(tǒng)設(shè)計中，根據(jù)相關(guān)規(guī)程，設(shè)計一套較為方便、可靠的通信規(guī)程，具體設(shè)計如下：通信系統(tǒng)運行中，利用起止式串行傳輸，設(shè)置起始與停止，采取雙工通信形式作為通信主要模式。數(shù)據(jù)通信主要分為三個步驟：

2.1呼叫或者應(yīng)答確定通信對象，構(gòu)建數(shù)據(jù)鏈路，操作人員下達(dá)指令，中心站發(fā)出相應(yīng)呼叫序列，并經(jīng)過識別后，啟動被呼叫站，形成雙向鏈路。

2.2發(fā)出指令被呼叫站按照指令執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收任務(wù)，如果控制命令式傳送數(shù)據(jù)信息，將會進入到信息交換階段。反之，如果接受的命令是接收信息，將會進入到上一階段，保障通信效果。

2.3通信任務(wù)結(jié)束通信結(jié)束主要存在兩種情況，一種是正常通信結(jié)束；另一種是受到外界因素的影響，被迫停止任務(wù)，形成異常結(jié)束。筆者設(shè)計通信系統(tǒng)采取透明電文形式完成發(fā)送任務(wù)，不僅能夠減少編碼過程，提高通信效率，還能夠降低傳輸過程中的誤碼率。另外，系統(tǒng)設(shè)計中，為了減少傳輸差錯，筆者采取差錯控制手段，及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中存在的問題，并進行有效處理，以保障數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的積極作用得到有效發(fā)揮。通信系統(tǒng)針對各類因素造成的通信故障應(yīng)具備一定的恢復(fù)能力，通過利用計時器及重執(zhí)次數(shù)計數(shù)器，能夠有效判斷和恢復(fù)通信系統(tǒng)。當(dāng)中心站向終端發(fā)送信號時，如果得不到接收，將進行延時呼叫，如果重復(fù)呼叫仍然不成功，證明終端存在通信故障，應(yīng)通知操作人員采取措施進行調(diào)整。隨著通信技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)據(jù)安全傳輸問題受到越來越多的重視。數(shù)據(jù)傳輸及通信系統(tǒng)對數(shù)據(jù)安全性要求較高，需要解決數(shù)據(jù)通道的安全問題。因此，在系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)采取加密機制，當(dāng)受到外界因素干擾時，向遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端發(fā)送請求，然后結(jié)合應(yīng)答情況判斷網(wǎng)絡(luò)連接狀況，如經(jīng)過多次請求未回應(yīng)，應(yīng)及時啟動GPRS模塊重新連接，以保障系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)安全性，為環(huán)保領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展提供幫助。

3結(jié)論

根據(jù)上文所述，環(huán)境保護作為一項綜合性、系統(tǒng)性工程，在降低生態(tài)環(huán)境污染等方面占據(jù)重要位置。信息時代下，計算機逐漸成為環(huán)保領(lǐng)域不可缺少的一項技術(shù)，通過構(gòu)建數(shù)據(jù)采集和通信系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境的實時監(jiān)督和控制，及時將環(huán)境實際情況傳輸至控制中心，為環(huán)保工作人員順利開展工作提供依據(jù)，從源頭上控制環(huán)境污染問題，不斷提高環(huán)保水平，從而促使數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)在環(huán)保工作的積極作用得到最大程度發(fā)揮。

作者：馬哲 單位：吉林省環(huán)境信息中心