案例丨宏电为气象局提供基于4G DTU的酸雨在线监测物联网方案

随着我国经济的高速发展，大气污染问题日益突出，污染物主要来源于火电厂、炼钢厂、水泥厂、机动车尾气等排出的SO2、NOx、挥发性有机物、颗粒物等。其中SO2、NOx与大气中的H2O、O2反应，形成硫酸、硝酸分子，产生酸雨破坏生态平衡，对全国范围内众多的江河、湖泊、河流及生活在其中的鱼类水生生物以及地面农作物等造成直接或间接的威胁，除了对自然环境和人文环境中许多方面产生较大的破坏作用外，还可能直接危害人体健康，甚至威胁生命。

酸雨行程及影响示意图

2018年11月中国气象局印发《全国地面气象观测自动化改革方案》提出，到2020年实现地面气象观测自动化。其中地面气象观测项目主要包含气温、气压、湿度、风向、风速、降水、霾、浮尘、扬沙、沙尘暴等在内的39项观测项目。而当前我国地面观测仍存在一些问题，以酸雨观测为例，采用台站日常守班、人工定时观测、地面观测记录簿记录、值班日记填写等人工手动方式，效率低，人员成本高，且数据真实性无法保障，观测自动化水平亟待提高。

项目现场工作人正在进行设备调试

   为推进酸雨观测自动化建设，宏电联合客户推出智能酸雨在线监测方案，基于IoT、大数据、智能图像识别等技术，实现酸雨监测数据实时上传，数据质量得到可靠保障，各台站级、市级、省级、国家级等气象监测中心实现数据共享。

项目部署现场

该方案主要由宏电H7710 4G DTU、酸雨自动观测系统、气象监测中心组成，H7710 DTU RS-232接口接入酸雨自动观测系统，通过DTU 4G高速无线网络把酸雨自动观测系统采集到的降水PH值、电导率、降水样温度、降水量数据数据上传到气象观测中心，气象观测人员通过采集到的观测数据和信息，进行质量检验和整合，形成完整的酸雨观测数据记录。

方案优势

保障观测数据的实时性和准确性，取代繁杂纸质化的数据记录和处理方式

采用无线网络的形式，实现前端酸雨自动观测系统与后端监测中心平台的实时互动，监控降水样品温度，自动测量降水采样桶内降水样品的温度和环境气温，自动记录雨量计数据和干沉降样品采集的观测数据，这中间无需人工进行数据二次转接，平台能及时获取现场一手数据，并在平台端完成数据的分析处理，电子化数据存储和处理方式，更高效快捷。

无线部署代替有线，部署灵活方便，成本更低

通过宏电H7710 DTU提供的无线网络部署，灵活组网，与气象观测中心建立数据通道，实时传输现场观测数据，并接收监测中心下发的诊断、维护、操作指令，H7710 DTU 采用模块化设计，具有数据传输速率高、信号覆盖范围广、实时性强、安全性高等优势，4G无线网络代替有线网络，使酸雨自动观测系统在任何地方都能够联网、自动观测数据并进行数据采集，整个方案无需改变原有的系统构造，为后期设备升级提供便利。

适应各类复杂应用场景，远程监控设备运行状态

酸雨在线监测应用环境通常位于各种户外高温、严寒的场景，这对设备的工作环境温度提出了很高的要求，H7710 4G DTU采用工业级标准设计，通过EMC四级测试，经过高温、高压、高湿等恶劣环境测试，确保传输稳定性。同时H7710支持接入宏电wedora云管理平台，通过Wedora设备管理云可以实时查看设备实际运行情况，对在线设备实现远程升级，数据配置等功能，降低运维成本

该方案实施后，即可实现PH值、电导率、降雨量等酸雨观测和数据自动化上传，不受各类气象条件影响，极大的提高酸雨自动观测能力，确保气象观测中心获取高质量可靠的酸雨观测数据，形成气象局统一布局的观测项目自动观测、数据在线质控和实时快速传输路径，极大提高监测效率和管理水平。