环境管理_某市环境质量信息实时发布系统解决方案

XXX市环境质量信息实时发布系统解决方案 云南存在科技有限公司2014年7月目 录第一章 项目概述21.1、 建设背景21.2、 建设原则31.3、 建设目标41.4、 建设的意义5第二章 项目需求分析72.1、 数据库建设需求72.2、 环境质量指数实时发布需求72.3、 环境质量GIS发布需求82.4、 系统界面风格需求82.5、 LED大屏展示系统需求9第三章 系统总体设计93.1、 总体设计原则93.2、 总体设计思想103.3、 系统总体架构113.4、 系统网络部署设计123.5、 系统结构设计133.6、 系统技术路线133.7、 系统接口设计14第四章 数据库设计154.1、 设计原则154.2、 总体需求164.3、 总体设计164.4、 逻辑结构设计184.5、 物理结构设计19第五章 数据采集与传输系统205.1、 数据采集205.2、 实时数据205.3、 数据传输205.4、 统计分析21第六章 环境质量自动监控系统226.1、 数据查询236.2、 统计分析246.3、 报表管理276.3.1、 API报表276.3.2、 AQI报表276.3.3、 AQI实时报276.3.4、 监测因子小时报286.3.5、 连通率报表286.3.6、 达标率统计报表286.3.7、 优良天数对比286.3.8、 报表输出286.4、 评价分析29第七章 环境质量实时发布系统317.1、 Web发布系统317.1.1、 实景拍照317.1.2、 小时数据实时发布327.1.3、 日报数据发布357.1.4、 预报数据发布367.1.5、 空气质量GIS展示377.2、 手机版发布系统38第八章 LED大屏显示系统设计398.1、 控制系统设计398.1.1、 显示屏体398.1.2、 数据处理418.1.3、 显示屏与计算机网络系统的集成418.2、 系统防护设计方案概述428.2.1、 供电与配电系统428.2.2、 屏体的散热系统438.2.3、 防护系统44第九章 系统集成479.1、 与环保部门网站集成479.2、 与LED显示屏集成489.3、 预留接口48第十章 后台管理4910.1、 用户管理4910.2、 角色管理4910.3、 配置管理4910.4、 权限管理5010.5、 日志管理50第十一章 基础硬件支撑环境5111.1、 发布软件及服务器5111.2、 LED大屏硬件建设52第一章 项目概述1.1、 建设背景近年来，由于社会经济的快速发展，环境及大气污染问题也日益严重，全国各地屡遭雾霾侵袭，严重时整个城市雾霾缭绕，车辆、楼宇难见踪影，引发了社会对空气质量和环境污染的强烈关注。在环境污染、雾霾天气日趋严重、PM2.5空气质量严重超标的今天，治理环境及空气污染、保护环境，已成为全国人民密切关注和必须参与的大事。最近一段时间，我国中东部地区持续雾霾天气，全国各地受到不同程度的污染，甚至拉响了霾黄色预警信号。中共中央政治局常委、国务院副总理李克强指出，环境及空气污染治理我们必须有所作为。为了预防、治理环境污染的问题，首先需要掌握辖区内的环境分布情况，进而有针对性地对大气污染预防和治理进行布局。国家环保部也适时地推出环境质量监测新标准、新技术规范，严格要求环境监测部门把监测的数据及时的向公众公布，以保障公众对环保信息的知情权。吴晓青副部长在2012年全国环境质量新标准监测现场会暨启动大会培训仪式上讲话：“要重视信息发布，国家和地方都要建立环境质量信息发布系统；要全面理解新标准，要依照新标准全面开展环境质量指标的监测、评价和发布信息。”本项目通过建设空气质量信息实时发布系统，向社会公布空气质量监测情况，能让公众尽可能的知晓我们所赖以生存的环境状况，根据空气质量情况，更好的安排我们日常的生产、生活。也是环境保护部门信息公开、共享的积极尝试。1.2、 建设原则（1） 先进性原则采用环保行业中先进的软件和数据库产品，保证系统有较长的使用生命周期。使用信息交换技术，保持信息的一致性、保密性，确保信息统一公用的输出格式和先进的保密性能。（2） 实用性原则系统的设计必须能切实提高用户的工作效率，改善工作效能，通过系统的建设，能为其它系统提供有效的数据支持。（3） 标准化原则在系统的设计和开发过程中，采用国际通用的标准和协议，保证系统的开放性和通用性，确保在以后的扩展和升级中在底层不会出现太大的改动，以达到保护前期投资的目的。（4） 开放性原则系统提供可扩展的业务数据接口，并可与后期的扩展系统实现无缝对接；系统易于维护和管理，具备连续的可扩充性和较强的升级能力。（5） 兼容性原则采用统一灵活的数据交换机制，信息内容统一、数据结构统一、编码规则统一，保证中心监管系统与其他应用系统之间能相互匹配；通过平台封装各种数据库的细节，保证应用层基本不作改动即可兼容更多的数据库。（6） 安全性原则信息平台要达到网络层、应用层、数据层三个不同层面的安全，确保整个系统和信息流安全稳定，防止异常情况发生。（7） 可扩展性原则系统所选用的数据库、操作系统、应用软件及网络系统等应易于扩展，满足环境质量实时发布各项功能发展的需求。1.3、 建设目标系统整体建设以数据库统一平台为基础，建立一个统一的环境质量监测数据实时发布平台，整合已有的自动监测系统所有数据，如：空气、水纹监测站等各环境监控系统的数据，包括最新标准AQI指数、新增的PM2.5、臭氧、氮氧化合物三项监测指标。通过构建环境质量信息监测数据库，实现对实时数据和历史数据的统一入库、整合、组织、存储和管理。通过统一的数据标准规范与各自动监测系统之间建立相互的联系，实现各类自动监测数据资源的整合。把分布在各自动监测系统中信息孤岛上的数据集成到一起，实现数据的统一存储、分析、处理、传递，避免不安全的数据存放、数据难以共享、数据格式不统一、数据缺乏真实性和可靠性等问题的出现，最终实现信息的高度共享。系统基于统一数据管理监控平台，提供数据实时监控报警、数据即时查询统计功能、数据分析、GIS呈现、辅助决策等功能，实现常规空气质量监测数据增、删、改、查等功能，并将各种查询统计分析结果以多样化手段进行输出、展现。建设LED大屏显示系统。显示屏采用全彩P10户外屏体拼接而成，通过LED显示屏控制器来对其进行显示控制。系统主要由控制器、屏体以及安装钢结构体组成。用户可通过内嵌在环境信息发布交互管理平台内的信息发布软件模块将编辑好的内容发布到LED显示屏上，向市民展示该地区的气象、污染、旅游和政务政策等资讯内容。1.4、 建设的意义（1）完成环保部任务要求本系统实现的功能完全满足环保部对城市实时发布空气监测数据的要求，采用本系统可快速完成这一任务。（2）缓解公众要求数据公开的压力现在公众的环保意识逐渐增强，各地常面临公众要求公开监测数据的压力，因此，采用本系统可以满足公众要求，缓解压力，保障公众知情权。（3）展现环保监测成果、提升环保部门形象通过本平台可以及时展现环保部门对环境要素的监测成果，提升公众对环保部门工作的认知，提升环保部门在公众中的形象。第二章 项目需求分析2.1、 数据库建设需求通过整合当地环境监控自动站小时监测值等现有业务数据，进行统一数据库设计与建设，充分考虑数据库的扩展性，实现历史数据的导入，构建统一的空气质量监测数据库；（1） 数据库建设建设元数据库、属性数据库、实时数据库、统计数据库、评价数据库、新旧标准库、空间数据库等。（2） 数据采集、预处理环境质量监测实时数据从现有各类环境质量自动监控系统中进行实时抽取，并将抽取过来的数据进行预处理定时生成均值统计数据、评价数据等。（3） 数据审核对所需要发布的环境质量指数数据进行审核控制，保证发布信息的准确性。2.2、 环境质量指数实时发布需求本项目按照环境空气质量标准（GB3095-2012）和环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）（HJ633-2012）的相关规定，向公众发布临沧市环境空气质量状况。空气质量实时发布系统，主要在手机端、环保部门网站上，发布当地的空气质量信息数据。便于公众查询，及时满足公众的环境知情权。主要包含以下内容：发布当地的空气质量信息数据，发布内容包括，空气质量监测参数PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO的1小时平均数据，以及O3的8小时滑动平均数据和PM10、PM2.5的24小时滑动平均数据，以及空气质量日报数据，包括各监测站点信息、空气质量指数（AQI）、首要污染物、空气质量指数类别以及空气质量指数说明等信息。以及空气监测站点单点与多点的数据对比，预测预报数据采用等值线图的方式发布。2.3、 环境质量GIS发布需求实时发布系统结合地理信息技术将环境质量数据和空间数据以及分析评价数据通过GIS直观地呈现在数据发布系统中，并提供地图的基本操作，例如电子地图的放大、缩小、漫游、全图显示、鹰眼、导航基本操作。2.4、 系统界面风格需求发布系统的界面风格，做到整洁、大方、直观、可操作性强。采用数据表格、趋势图、等值线图与空间数据、影像数据结合在一起，把整个的空气质量相关数据信息在电子地图上直观的展示，使公众对当地空气质量状况一目了然。2.5、 LED大屏展示系统需求可通过内嵌在环境信息发布交互管理平台内的信息发布软件模块将编辑好的内容发布到LED显示屏上，向市民展示该地区的气象、污染、旅游和政务政策等资讯内容。第三章 系统总体设计3.1、 总体设计原则（1）先进性原则采用行业中先进的软件和数据库产品，保证系统有较长的使用生命周期。使用信息交换技术，保持信息的一致性、保密性，确保信息统一公用的输出格式和先进的保密性能。（2）实用性原则系统的设计必须能切实提高用户的工作效率，改善工作效能，通过系统的建设，能为其它系统提供有效的数据支持。（3）标准化原则在系统的设计和开发过程中，采用国际通用的标准和协议，保证系统的开放性和通用性，确保在以后的扩展和升级中在底层不会出现太大的改动，以达到保护前期投资的目的。（4）开放性原则系统提供可扩展的业务数据接口，并可与后期的扩展系统实现无缝对接；系统易于维护和管理，具备连续的可扩充性和较强的升级能力。（5）兼容性原则采用统一灵活的数据交换机制，信息内容统一、数据结构统一、编码规则统一，保证中心监管系统与其他应用系统之间能相互匹配；通过平台封装各种数据库的细节，保证应用层基本不作改动即可兼容更多的数据库。（6）安全性原则信息平台要达到网络层、应用层、数据层三个不同层面的安全，确保整个系统和信息流安全稳定，防止异常情况发生。（7）可扩展性原则系统所选用的数据库、操作系统、应用软件及网络系统等应易于扩展，满足环境质量实时发布各项功能发展的需求。3.2、 总体设计思想（1）根据行业、国际、有关标准，按照系统集成思想进行标准化设计，系统整体设计满足国家相关标准和规范要求。（2）采用先进简洁的设计理念，做到设计规范、功能完整、完全稳定、适应变化、维护简便。（3）重视调研，切合实际，充分利用客户提供的基础资料和相关文档，所提交方案具备经济性和可操作性。（4）满足工程整体应用建设目标，结合监测业务流程和组织管理形式，满足各方面的需求。3.3、 系统总体架构环境质量信息实时发布系统建设的总体架构图，如下图所示：3.4、 系统网络部署设计3.5、 系统结构设计3.6、 系统技术路线环境质量信息实时发布系统后台系统采用B/S模式，基于Windows Server2008、SQL Server2008平台，基于XML数据接口，实现GIS实时监控，用户身份认证机制，用户权限设置等功能。环境质量信息实时发布系统移动端应用是环境质量信息发布在移动终端上的延伸实现，方便用户通过移动互联网（3G、GPRS等）在智能手机等移动设备上查看当地各个监测站的空气质量实时数据、历史趋势等信息。3.7、 系统接口设计系统在接口设计方面主要考虑数据提取与汇交、数据同步、用户认证以及对外数据交换。本项目采用Web Service接口技术，Web Service可以将运行在Intranet/Internet分布式服务器上的应用集成在一起，使地理上分布在不同区域的计算机和设备协同工作，为用户提供各种各样的服务。利用Web Service接口能够迅速的通过互联网向用户提供服务，在广泛的范围内寻找可能的合作伙伴。随着Web Service技术的发展和运用，信息处理活动的重点将从目前的开发和使用应用程序过渡到开发和使用Web Service，Web Service将取代应用程序成为Web上的基本开发和应用实体。作为下一代Web的主流技术，Web Service为真正融入Internet奠定了坚实的基础。系统提供与各级环境质量监测系统、环境质量联网系统等各类监测系统标准接口。整合各类数据，实现环境污染防治的实时监控和预警，满足人民群众的环境知情权。第四章 数据库设计4.1、 设计原则为了充分保证环境质量信息实时发布系统能够独立、正常运行，环境质量信息实时发布系统数据库的设计需遵循以下原则：（1） 标准化原则采用国际标准及国家标准对输入数据标准化，采用标准编码，便于数据能够与其他相关信息系统进行交换和共享。（2） 运行高效原则设计数据库结构时应以提高数据库的运行效率为原则进行优化，数据库以及表设计必须结构合理、关联级数低、冗余度小、读取响应速度快。（3） 扩展性原则数据结构设计具有扩展性，充分考虑环境质量监测数据的接入，能满足未来可能的业务需求。（4） 开放性原则中心数据库支持以Web Service为基础架构的应用系统，必须是最新技术水平的，具备实时性及开放性。同时数据结构必须考虑未来的扩展性。大型分布式关系数据库，符合国际开放互连标准，支持海量数据的存储和挖掘应用。（5） 兼容性原则充分考虑环境质量在线监测系统数据与环境质量信息实时发布系统数据的一致性问题，在设计数据结构过程中对关键数据进行统一设计，确保实时发布系统功能的兼容性和数据共享。4.2、 总体需求针对XXX市环境监测部门关于环境质量自动监测业务，对数据库进行重新设计，使之能满足环境质量评价体系监测数据分析统计、信息发布、空间模拟与分析。实现对各种信息提供添加、更新、删除、查询、统计、分析、GIS呈现、决策等功能，充分满足监测数据的输入和输出。4.3、 总体设计数据管理平台建设遵循环境数据库设计与运行管理规范相应要求。采用Web Service数据访问技术、ETL数据加工分析技术等整合环境质量监测各项数据，并通过对数据的整理、加工、挖掘、分析，提取综合、有效的环境数据结果，为环境质量数据的发布提供支撑，为环境管理决策提供数据支持。架构如下图所示：数据管理平台采用四层设计，主要有标准层、采集层、数据库层、服务层。在标准层采用国际标准及国家标准对输入数据标准化，采用标准编码，使进入数据库的数据格式共享，实现了数据格式标准、数据接口标准、数据传输标准、数据集成标准，通过这些标准的制定，系统就能够实现各个层面的良好交流。数据采集层主要实现对数据的采集。数据入库的方式主要有两种批量导入和手工输入。在这个层面系统对采集到的数据进行校验，合格后才能入库。这些数据在经过校验、规则处理后再进行归类入库。在数据服务层主要有数据调用、数据写入、数据加密、数据交换这些功能，通过Web Service接口与数据库相连。4.4、 逻辑结构设计（1）元数据库元数据是关于数据的描述性数据信息，大量地反映数据集自身的特征规律，方便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用。通过元数据可以检索、访问数据库，可以有效利用计算机的系统资源。（2）配置数据库配置数据库主要是针对数据库所支撑的各个平台的相应系统配置做数据支撑，如：系统的后台管理模块等。（3）基础数据库基础数据库存储空气质量监测点基础信息等，是其业务模块运行的基础，系统提供功能对这些基础信息进行管理维护，保证基础数据在整个业务系统中的一致性和准确性，避免基础数据前后不一致造成的系统功能异常。（4）业务数据库根据国标的相关要求以及业务系统相对应标准搭建，在确保数据格式的准确以及可更新性的基础上搭建。采用国际标准及国家标准对输入数据标准化，采用标准编码，使进入数据库的数据格式共享，实现数据库之间的数据从技术上可完全交互。本系统对空气质量在线监测数据进行整合，形成统一的空气质量监测数据库，为数据分析、数据的实时发布提供基础支撑。4.5、 物理结构设计为了实现空气质量监测数据的高度共享和应用灵活定制，本方案的设计将对空气质量数据进行信息资源整合，实现信息资源的最大增值。信息整合将提供内容管理、内容整合、数据整合、应用整合、流程整合等功能。整合信息资源的最终目标为：（1）将分散、异构的信息资源集成在一起，使得所有用户可以共享使用。（2）对分散、异构的内容进行整合，实现统一采集、统一编辑、统一校对、统一发布。（3）对分散异构的数据进行整合，形成统一的可以方便查询与管理的数据库，方便不同用户对数据的高效率使用，辅助管理者决策。提高决策的正确率和及时性。（4）对不同的空气质量监测应用系统实现业务逻辑级的集成，使得各个应用系统可以从流程层面实现互联互通。第五章 数据采集与传输系统5.1、 数据采集实现前端监测设备数据的采集工作，系统能够采集多个厂家监测设备的监测数据与仪器状态数据，能够采集多种监测因子PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO、仪器状态数据等，能够灵活配置监测因子，以便后期监测因子的扩张，可以实时查看仪器的工作状态。支持ASCII、RS232/485通讯协议。采集到的数据存储在本地数据库，可保存多年的数据。明确标注采集数据的状态标识（报警数据、校准数据、异常数据、正常数据）。5.2、 实时数据系统提供各种监测因子实时浓度数据的查询功能，并根据监测数据绘制浓度曲线图。5.3、 数据传输按照HJ/T212-2005 污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准，通过网络与市环境质量自动监控站点进行数据传输与通信，满足同时向市环境监测部门、省环境监测部门等相关部门上传数据，实现一点多传功能。实现监测数据定时上传功能，并可以自由设置数据上传点和上传时间间隔。5.4、 统计分析系统具备监测子站采集数据的统计分析功能，能够自动统计5分钟数据、小时数据、日数据，能够以word、excel等形式导出。第六章 环境质量自动监控系统环境质量自动监控系统由市级监测站和若干个监测子站构成，目前XXX市共有2个自动监测站。系统软件由中心站软件和子站软件两大部分组成，两者有机结合，协调整个监控系统的运行，完成对各种监测仪器的数据采集和远程通讯控制及数据处理。系统结构可分为4个层次，包括现场层、数据采集层、通讯传输层、市级监控平台层。（1）现场层现场层为空气质量自动监测站的原始数据，保持各自动监测设备现有的数据格式、传输协议和传输方式。（2）数据采集层数据采集层指安装于现场的数据采集仪（工控机）和通讯传输装置。在监测站部署统一的数据采集程序，与现场层设备接口，将采集到的不同传输协议的数据转换成统一格式上送至监控中心软件平台，实现监测结果、设备运行状态等数据及时自动上报。（3）通讯传输层通讯传输层需要支持TCP/IP通讯协议。传输方式以网络光纤为主的传输方式，实现数据的实时上传。网络设备须具有专用安全防护设备和措施，支持防火墙、防病毒以及VPN功能，保障数据传输的安全性。（4）市级监控平台层构建市级城市环境质量监控系统，包括数据库以及基于数据库平台之上的业务应用系统。根据国家环保部要求，各自动监测站的实时数据可以同时发到地市、省环保厅、国家监测总站监控系统平台。6.1、 数据查询（1）原始数据查询：以时间段、监测站名称等为条件查询原始监测数据，查询结果可以导出excel、pdf或word格式。包括实时数据和历史数据。（2）统计数据查询：以时间段、监测站名称等查询监测值最大值、最小值、平均值、最大值超标倍数、超标率%等统计监测数据，查询结果可以导出excel或pdf格式。6.2、 统计分析（1）单指标统计：按照时段（如一月、一季、一年）对全市某单项指标（SO2、NO2、PM10等）进行统计分析，能够查询出此段时间的监测数据，并可根据日均值查看图形；并提供导出EXCLE功能。（2）区域均值统计：按照区域（行政区域市、县、区等，流域，功能区）、站点、时段统计查询在一定时段的质量数据（时均值、日均值），并可以图表、图形表现。（3）监测结果（浓度）对比分析：针对某单项指标，对某区域、站点，时段作监测结果（浓度）对比分析，分析变化情况，并以图形表示。对比分析结果可以保存、导出。（4）空气质量级别对比：能实现对比站点-时段空气质量级别变化情况，并计算变化率，以表格和图表的形式展示。（5）走势分析：对环境质量的历史变化情况进行统计分析，按区域、县区等分析污染物的变化趋势，生成环境质量统计分析报表，以图表形式表现。统计图表可以保存、导出。（6）同比分析：分析统计周期内某几项指标的均值等统计监测数据与往年同期统计监测数据同比情况，分析结果可以导出excel或pdf；（7）环比分析：分析统计周期内某几项指标的均值等统计监测数据与同年不同期统计监测数据环比情况，分析结果可以导出excel或pdf；（8）时间序列分析：固定空间监测点，对该点的各种监测结果进行时间序列查询，并绘制出相应的变化趋势图。根据不同的间段分别生成污染物时段日变化图。（9）时空变化分析：用于对时空两方面都变化的情况进行查询，如查某项目的季平均最大值，需要得到该最大值发生在具体的哪个监测点位（在地图上快速定位）及具体的季度情况。另外，以统计图表的方式展示某监测值随空间分布、随时间(如季节、年份)变化的情况。6.3、 报表管理6.3.1、 API报表实现监测站点、城市的API日报、周报、月报、季报、年报计算，自动生成API日报、周报、月报、季报、年报，并能够以Word、excel、PDF的形式导出。6.3.2、 AQI报表系统根据环境质量指数(AQI)技术规定（HJ633-2012）计算AQI。实现监测站点的AQI日报、周报、月报、季报、年报的计算，系统自动生成AQI日报、周报、月报、季报、年报，并能够以word、excel、PDF的形式导出。6.3.3、 AQI实时报实现全市监测站点按小时计算的环境质量AQI实时报。6.3.4、 监测因子小时报实现PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO的1小时平均数据，以及O3的8小时滑动平均数据和PM10、PM2.5的24小时滑动平均数据，以及监测因子的空气质量分指数IAQI的报表统计，并能够以word、excel、pdf的形式导出。6.3.5、 连通率报表实现监测站点的连通率日报、周报、月报、季报、年报的查询功能。6.3.6、 达标率统计报表实现按照监测站点计算API、AQI的周达标率、月达标率、季度达标率、半年达标率、年达标率，也可以自由选择时间段来计算达标率，生成报表，并可以word、excel、pdf的形式导出。6.3.7、 优良天数对比系统实现按照监测站点计算优良天数对比报表统计，并以word、excel、pdf的形式导出。6.3.8、 报表输出可以根据监测数据，按照预定义的格式生成日报、周报、月报、季报、年报。为日常工作节省时间，提高工作效率。可以根据监测数据，按照预定义的格式生成报告书，报告书内统计图、统计数据表、结论性描述相结合，图文并茂。为环境监测研究提供帮助。如下图所示：6.4、 评价分析系统提供环境空气质量的AQI、API评价体系对临沧市大气环境进行评价，评价结果存入评价结果库，并形成各类评价报表。空气质量评价主要分区域、城市等；并按照日、周、月、季度和全年进行评价。系统实现评价结果的保存、导出功能。空气质量评价内容主要有评价污染指数和依据国家标准划分空气质量级别以及首要污染物。第七章 环境质量实时发布系统主要是为了让公众知晓环境质量实时数据发布的依据、点位等相关信息，最大努力满足公众知悉环境空气质量的需求。各监测站点实时环境质量发布（含评价时段、监测点位置信息、各污染物浓度及空气质量分指数、空气质量指数、首要污染物及空气质量级别等信息），并可根据各监测点各项污染物实时浓度的不同对底图进行渲染展示，同时，并采用多种形式例如列表、地图、表格等展示。环境质量实时发布系统主要展示所有监测点位置信息、所有监测点各污染物浓度趋势图、按照新标准要求的日报、实时报数据展示等内容。用户可查询一段时间内所选站点和所选监测因子的小时数据与日均数据。7.1、 Web发布系统7.1.1、 实景拍照系统为每个监测站点提供实景照片展示功能，每个监测站点，每个小时更新一张照片。以表示实时的空气可见度。点击监测站点列表时，相应的站点实时照片就显示出来。也可查看实景照片的历史记录。7.1.2、 小时数据实时发布实时报时间周期为1小时，每一整点时刻后即可发布各监测点位监测参数的实时报数据。实时报数据的指标包括PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO的1小时平均，以及O3的8小时滑动平均数据和PM10、PM2.5的24小时滑动平均数据，气象五参数（风向、风速、温度、湿度、大气压），环境质量可见度（见实景拍照），以及每个监测参数的小时数据趋势图。还包括监测站点小时数据与其他监测站点小时数据的单点、多点对比分析。通过实时发布系统能实时查看监测参数的实时浓度变化趋势图。7.1.3、 日报数据发布环境质量实时发布系统按照HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定要求，日报时间周期为24小时，时段为当日零点前24小时。发布的日报指标包括各监测站点的监测站点信息、空气质量指数（AQI）、首要污染物、空气质量指数类别以及空气质量指数说明等信息。还有空气质量监测站点之间日报的单点、多点对比分析。结合地理信息系统（GIS）对空气质量监测信息（位置信息、各项污染物实时浓度、空气质量分指数等）进行更直观的展示。GIS地图具有放大、缩小、漫游等通用功能，并能方便维护空气质量监测点位信息的增加、删除、修改等。7.1.4、 预报数据发布实时发布系统接入空气质量预测预报数据，空气质量预测预报是为向环境管理部门和公众全面、科学表征未来空气质量状况的。实时系统应努力体现发布信息的时效性以及直观性，内容的完整性，方式的智能化和形式的多样性，充分利用地理信息系统在数据表现直观的优势，在统一的WebGIS平台上显示环境空气质量监测数据、预测预报数据、气象信息等，为环境管理部门科学决策提供有效的技术支持。可发布空气质量预测预报数据，预报数据的发布形式为等值线图。7.1.5、 空气质量GIS展示通过GIS技术直观地展现空间位置信息，使用者能方便对电子地图进行放大、缩小、漫游、全图显示、鹰眼、导航等基本操作。地理信息系统GIS建设作为空气质量实时发布系统的底层空间支撑平台，为空气环境质量的实时发布系统提供底层空间信息支撑，直观的展现空气质量空间位置信息、GIS分布、实时监测数据以及日报数据。7.2、 手机版发布系统手机版发布系统支持Android、IOS等主流的手机操作系统，系统界面简洁、大方，易于操作。发布各个监测站点的PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、CO小时浓度值，以及O38小时的滑动平均值，PM10、PM2.5 24小时滑动平均值，并绘制过去24小时的浓度曲线图。发布城市、区域的环境质量AQI、首要污染物、环境质量指数类别、环境质量指数说明以及健康提示等信息。按照HJ633-2012环境质量指数(AQI)技术规定，根据环境质量AQI进行颜色标识。第八章 LED大屏显示系统设计8.1、 控制系统设计针对LED驱动电路工作频率高，谐波分量造成的射频干扰问题，采用高档EDA软件对PCB进行设计，保证了设计阶段的EMI插入，严格按照国际标准，对每一个显示单元做了电磁屏蔽处理；单元控制板器件全部采用表贴器件，4层PCB板的大面积接地，有效解决了电磁辐射与干扰的问题。 整个系统以控制计算机为中心，控制、处理、编辑、传输、采集播放内容，不论是自己制作的动画片、广告，还是局域网及互联网传输来的信息，或是外围设备播放的内容，经过专用传输系统，显示在LED显示屏上。在有多个显示屏联网使用的系统中需要一台编辑电脑，作为所有显示屏时间和空间使用的总导演。整个系统由编辑计算机、显示屏体、控制机系统、信号传输系统、音视频设备、供电系统、软件、固定框架部分组成。8.1.1、 显示屏体显示屏体主要由显示单元板（包括显示驱动电路板）、电源和框架等组成。单元箱体是由LED模块组成的显示单元。LED模块内植有发光二极管管芯。其中三基色显示屏的发光二极管有三种基色：红（R）、绿（G）、蓝(B)。通过控制使得每种基色都具有4906种变化，由几万个像素管组成的整个显示屏就能表现色彩丰富的图像效果。（1）灯点 使用超高亮度LED,其中发光管采用台湾光磊及杭州士兰的发光管。 像素点内灌以混合特殊散热材料胶（南韩进口），可将像素点产生热量经由铜柱导至箱体，以降低灯点温度，增加寿命。 使用特殊耐候抗紫外线之PC材质作为像点外壳。（2）箱体 特殊防水、防霉、防风、防雷、防腐蚀设计，适于全户外使用环境。 采用与汽车等级之烤漆处理，使用年限长。 采用模组防水连接设计，不需填加矽胶，组装容易。 采用模组背开式，除灯点以外，可完全由背部维修。 箱体采用全电脑CNC制作，精准度高。显示驱动电路板由大规模集成电路和4层PCB板构成，同时担负了对显示数据的传输和驱动；驱动电路使用静态恒流驱动，全部器件采用SMT工艺，电路设计可靠,性能稳定,驱动效果更好。显示屏专用直流开关电源为显示屏提供了恒定、精确的工作电压。此种开关电源具有较强的稳压特性，输出电压不随负载的变化而变化，并具有过压、过流、过热、防电流浪涌等保护功能，是显示系统正常、稳定工作的基本保证。8.1.2、 数据处理数据处理部分由数据发送卡、数据接收卡和高速数据电缆组成。多媒体卡安装在控制计算机旁边，它通过VGA电缆线与电脑连接。并提供了标准PECL电平的RGB8位数字信号（本项目只用红绿信号）。数据发送卡取得多媒体卡上的数据信号后，将其处理成LVDS信号，可以提高抗干扰能力，便于数据远传。与高速数据线缆配合，确保显示信号无延时。数据接收卡接收来自发送卡的数字信号，通过特有的视像编码产生灰度。同时可以暂存1帧视频信号，并向屏体驱动板发送。数据接收卡保证了显示画面色彩的真实性、动作的平滑性和图像的稳定性。数据发送卡和接收卡是连接控制主机和显示屏体的桥梁。在卡上采用了美国Altera和Xilinx公司的现场可编程逻辑阵列FPGA，极大的提高了系统的集成度和灵活性。高速数据传输电缆作为数字信号的传输载体，消除了高频弱信号传输产生的干扰，增加了系统的稳定性和可靠性。8.1.3、 显示屏与计算机网络系统的集成 局域网和Internet显示屏的控制系统采用开放的计算机局域网络技术，能够将当今许多成熟的数字技术引入大屏幕显示系统。如数据库技术、网络通讯技术、网络互联技术、信息自动化处理技术、接口技术、多媒体技术。互联网技术可以和未来的网络系统相连，包括局域网和广域网。可以采用E1专线、CDPD技术、网络互联技术、联播技术。 外设通过联接打印机、扫描仪等外围设备系统，可以使用户方便的输入、输出各类文字、图形信息。 多媒体系统通过驳接摄像机、DVD、功率放大器、音箱等多媒体设备，可以输入大量的音视频、图像信息。8.2、 系统防护设计方案概述8.2.1、 供电与配电系统显示屏是精密的电子设备，而且具有相当大的耗电量，因此，除了考虑供电线路的容量以外，还必须注意电源的安全性、均衡性，减少对系统的冲击和干扰。系统采用三相四线供电线路，AC220V供电，设有空气开关作过流保护，按电工规程作良好接地，经交流稳压和控制开关后，三相平衡分布供电至模块内部。由于采用了模块内部总线式供电系统，模块外部没有凌乱的电力线路，美观整洁，安装标准化，无需工具就可装拆模块后部的电力总线。每个模块内部配有独立的开关式稳压电源，输出5V的稳压电流供显示电路使用。这种高效率的开关式整流、稳压电源，有较佳的过流、过热、抗干扰、防浪涌、过压保护功能，效率优于80%，且可工作于温度-20C 60C。 8.2.2、 屏体的散热系统（1）温度条件按气候类型属温带湿热区，其极端最高温度40，极端最低温度-20。要求在这两种极端温度条件下，显示屏都能处于安全及良好的运行状态：首先LED驱动电源采用高效率专用电源，并按照不同LED灯点设计不同的电压输出，以使功率不会浪费在驱动电路上，尽可能的减少（非发光热量）驱动电路所产生的热量。LED是一种功耗性材料，它发光时，自身将产生一定的热量，热量的累积将使屏体及电子元件达到一定的温度。LED工作时发热是不可避免的，对于大屏幕系统来说，散热措施必须仔细考虑，以确保LED的寿命、发光亮度、色匀度、系统的平均无故障时间等主要技术指标。鉴于工作温度对显示效果的重大影响，一方面要采用宽温度范围的器件，另一方面要采用内外复合散热的散热措施。采用热传导性良好的材料及结构件，我们将用金属铁箱作灯箱来安装及固定集束管，用钢材来固定铁箱。底座将用钢板与基础地基相连，钢和铁都是热良导体，屏体产生的热量将通过铁箱和钢材的传递四下分散到结构件及基座上。灯箱中设计风扇，发光点产生的热量通过散热胶体和连接模组铁框的铜柱传导到箱体内，模组的两个内置风扇分别将箱体后的冷空气吸入箱内，同时将箱体内的热量排出，风扇电源采用单独的供电系统；在整个屏体中，以分布的形式在各个关键的点，安装温度传感器，集各点温度通过一个微控制器为核心的电路系统，自动开关风扇电源。这样当温度升到一定的值时，灯箱内的风扇将自动启动。在屏体上将安装空调，在屏体的侧面及背面，将设计抽风机；外部散热系统由散热片、热对流风扇和空调组成，将箱体排出的热量传导出去，进气口、排气口设置防雨盖以防止雨雪对内部箱体的侵蚀。抽风机，空调的电源也采用单独的电源，并且受温度传感器的控制。8.2.3、 防护系统依据项目LED显示屏的实际使用环境，距离控制机房比较远，所以对LED显示屏的防风、防雷等防护系统方面提了很高的要求，本公司设计人员结合多年的设计经验，针对本工程的具体情况，主要做好了以下几点：防雷、防静电一是保证接地良好，接地系统的好坏直接影响到防雷效果的好坏，接地电阻不大于10欧姆，用不少于10平方毫米多股铜芯软线，且接地线不超过20米。二是在一般人能够摸到的地方绝缘电阻大于10兆欧。三是分离强弱电的接地。四是采用蔽屏防静电。具体方案是将设备工作地、保护地、防雷地有效地连接在一起，构成一个均压等电位体（具体为：设备交、直流工作地、设备外科保护地通过汇流排直接连到地网），将光缆的金属保护层在进入屏体之前，就近接地，将所有铜芯线缆在进入屏体之前用金属管道进行屏蔽，并就近接地。地网的制作：地网设计在屏体的一侧，地网上端深度为800，宽不少于500，接地电阻为4欧姆，垂直接地体采用5502500热镀锌角钢，水平接地体采用440热镀锌扁钢，垂直接地体与水平接地体的连接采用双面焊接，水平接地体与水平接地体的搭接采用双面焊接，焊接长度不小于10cm，焊接处刷沥青油做防腐处理。接地线用440的热镀锌扁钢，预留接地测试点。汇接点用440的扁铜，扁铜与扁钢直接连接处采用气焊，在扁钢上预留8的连接孔不少于三个，配备相应规格的不锈钢螺丝或铜螺丝。防腐蚀、防氧化采用防腐蚀的技术加以处理，防止酸、碱、盐的气雾对屏体的腐蚀作用，增强了屏体对环境的适应性。焊锡采用云南个旧抗氧化锡条，焊接工艺采用波峰焊，线路板具有绿油隔氧层，防止了线路的氧化，PCB板完成测试和老化后，喷涂隔离剂，提高使用寿命。防潮、防尘在屏体背面可采用金属滤网进风口，采用下进风上出风的方法，即能通风散热，又能防水滴、灰尘的飘入。防燃烧屏体选用阻燃材料设计，控制、驱动、配电系统均包含短路、断路、开路、过载保护设计。同时，安装温度报警传感器，对屏体的工作温度进行实时监控。防电磁电磁兼容方面，本系统为隔绝内部与外部电磁环境而设计的抗干扰电路，防止了外部环境电磁场引起电磁环境的变化，对屏内和屏外的电子设备影响极小，达到GB/T13926.3-92和GB9254-88的要求。防高温详见上页屏体的散热系统。降噪处理由于媒介带来的噪声和模数转换的量化噪声，极大地影响了显示屏的视频显示效果，必须采用一定的降噪处理措施。我公司用大规模可编程集成电路开发了具有递归和中值滤波功能的LED控制系统，更好地改善了视频图像的观赏效果。第九章 系统集成系统集成是指在系统环境、硬件设施、网络设施集成的基础上，根据应用需求将系统软件、工具软件、数据库及相应的应用软件组合成为有效实用的，具有良好性能价格比的计算机应用信息系统的全过程。软件系统集成是个整体工程，它涉及软件与硬件的集成、应用软件与系统软件之间的集成、各应用软件之间的集成等多方面内容，各部分之间相互关联、配合，构成一个完整的信息系统。9.1、 与环保部门网站集成本项目环境质量相关数据能够与当地环保部门网站进行集成，将空气质量发布数据实时传输到环保部门网站上进行展示，方便公众对空气质量的掌握