基于移動(dòng)互聯(lián)的智慧采樣技術(shù)集成和應(yīng)用

蔣智偉　應(yīng)方　許燕冰　周佳騁

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)（物聯(lián)網(wǎng)）作為新一代信息技術(shù)逐漸融入并影響著人們的工作和生活。在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，智慧實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)（lims+）以其智能化、人性化以及安全可靠等優(yōu)勢廣泛吸引著大眾的關(guān)注。智慧系統(tǒng)重點(diǎn)研究云服務(wù)、傳感器、無線通信、應(yīng)用設(shè)計(jì)等技術(shù)，將儀器信息傳輸（物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）與lims進(jìn)行深度融合，為環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)基于業(yè)務(wù)管理與質(zhì)量控制提供專業(yè)解決方案。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)互聯(lián);信息管理;儀器直連;人機(jī)交互

中圖分類號(hào)：X830.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）09-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.037

Intelligent sampling technology integration and application based on mobile internet

Jiang Zhiwei 1，Ying Fang 1，Xu Yanbing1，Zhou Jiacheng2

（1.Hangzhou Environmental Monitoring Center Station，Hangzhou Zhejiang 310000，China;

2.Zhejiang Qiushi Environmental Monitoring Co.，Ltd.，Hangzhou Zhejiang 310000，China）

Abstract：With the development of the Internet，mobile Internet （Internet of things）， as a new generation of information technology， is gradually integrated into and affects peoples work and life.In the field of environmental monitoring， intelligent laboratory system （lims+） has attracted public attention for its advantages of intelligence， humanization，safety and reliability.Smart system focuses on cloud services， sensors， wireless communication， application design and other technologies， and deeply integrates instrument information transmission （Internet of things technology） with lims to provide professional solutions for environmental monitoring organizations based on business management and quality control.

Key words：Mobile Internet;Information management;Direct connection of instruments;The human-computer interaction

物聯(lián)網(wǎng)指物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，它是新一代“信息化”的重要產(chǎn)物。現(xiàn)階段國家對國內(nèi)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的方向目標(biāo)給予了明確指示，未來將物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展上升至國家戰(zhàn)略層面。在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，國家在《關(guān)于深化環(huán)境監(jiān)測改革提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量的意見》中第十九條提出“加強(qiáng)大數(shù)據(jù)、人工智能、衛(wèi)星遙感等高新技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測和質(zhì)量管理中的應(yīng)用，通過對環(huán)境監(jiān)測活動(dòng)全程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對異常數(shù)據(jù)的智能識(shí)別、自動(dòng)報(bào)警?！?/p>

1 系統(tǒng)概述

智慧系統(tǒng)是基于移動(dòng)互聯(lián)模式下為監(jiān)測機(jī)構(gòu)線下業(yè)務(wù)量身打造的一站式專業(yè)解決方案。它從業(yè)務(wù)流程、資源管理、質(zhì)量控制、內(nèi)部管理等方面出發(fā)，為環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)日常運(yùn)行、管理保駕護(hù)航。智慧系統(tǒng)解決傳統(tǒng)監(jiān)測方式存在的弊端：（1）傳統(tǒng)監(jiān)測作業(yè)效率低、成本高。傳統(tǒng)的手工模式下很多環(huán)節(jié)都存在重復(fù)作業(yè)的情況，比如儀器測試數(shù)據(jù)出來后，仍需手工填入采樣單;在報(bào)告編制環(huán)節(jié)，報(bào)告員仍需手工采集之前采樣廢氣參數(shù)、實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果數(shù)據(jù)，手工計(jì)算，效率非常低下。當(dāng)儀器測試數(shù)據(jù)量大的情況下，數(shù)據(jù)的傳遞存在二次謄抄的隱患，容易出錯(cuò)。而移動(dòng)互聯(lián)監(jiān)測模式核心優(yōu)勢為提高效率與準(zhǔn)確率，當(dāng)監(jiān)測行為實(shí)施時(shí)，儀器產(chǎn)生數(shù)據(jù)通過有線或無線方式傳輸至軟件系統(tǒng)，自動(dòng)填寫原始記錄、修約直至生成最后監(jiān)測報(bào)告，省去了填寫原始記錄工作量;同時(shí)，儀器直連能從根本上解決二次謄抄問題，點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸杜絕數(shù)據(jù)出錯(cuò)、缺失，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率。

（2）傳統(tǒng)監(jiān)測信息傳遞慢且不對稱、內(nèi)部管理成本高?，F(xiàn)有的信息化傳遞模式，當(dāng)監(jiān)測信息發(fā)生變更，信息會(huì)同步更新上下游部門，信息傳遞實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，并留下修改日志，加快內(nèi)部業(yè)務(wù)流程速度;同時(shí)內(nèi)部管理由人工管理模式上升到可視化管理，業(yè)務(wù)流程可以查詢，預(yù)警，部門業(yè)務(wù)績效管理，工作量統(tǒng)計(jì)等，極大地減輕了內(nèi)部管理成本。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架

為滿足一般環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)管理需要，從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)劃分，智慧系統(tǒng)主要分為以下層次。

2.1 數(shù)據(jù)采集層

（1）使用系統(tǒng)的RS232U、藍(lán)牙模塊、連接自動(dòng)煙塵采樣儀、COD儀、智能煙氣采樣儀等具有RS232輸出或藍(lán)牙輸出接口的儀器。

（2）使用系統(tǒng)的 DCU，連接具有工作站軟件的分析儀器，如愛華新款噪聲儀，安捷倫、熱電、島津等實(shí)驗(yàn)室儀器。

2.2 數(shù)據(jù)層

本業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)采用MS SQL2008數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及后臺(tái)存放在機(jī)構(gòu)私有云。

2.3 應(yīng)用層

指系統(tǒng)主體，應(yīng)用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種類型的業(yè)務(wù)管理、資源管理、質(zhì)量保證，并給機(jī)構(gòu)管理層和內(nèi)部用戶提供業(yè)務(wù)信息查詢平臺(tái)。

3 功能模塊

智慧系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集、業(yè)務(wù)流程管理、資源管理、綜合管理等模塊。

3.1 數(shù)據(jù)采集

儀器數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集是監(jiān)測流程自動(dòng)化的關(guān)鍵內(nèi)容。目前在原理上已經(jīng)覆蓋外場作業(yè)的自動(dòng)煙塵采樣儀、煙氣測試儀等10多種測量儀器;實(shí)驗(yàn)室方面，已覆蓋原子吸收、色譜、光譜、質(zhì)譜等不同原理20多種測量儀器?；谕暾臄?shù)據(jù)采集方案：本文以以下2種方案為主要研究方向。

3.1.1 方案 1

對于自帶工作站軟件的儀器，智慧系統(tǒng)通過工作站特定目錄導(dǎo)入結(jié)果數(shù)據(jù)。

機(jī)構(gòu)分析人員可以將結(jié)果或儀器工作站的測試報(bào)告保存成PDF 格式的文件，系統(tǒng)自動(dòng)將文件直接保存到特定目錄。智慧系統(tǒng)可以自動(dòng)的采集PDF文件，并對該文件進(jìn)行智能的處理和分析，讀取報(bào)告中的樣品編號(hào)、結(jié)果等重要信息，自動(dòng)填寫分析單原始記錄。智慧系統(tǒng)支持圖譜文件的上傳和保存。

3.1.2 方案 2

對于沒有工作站但有RS232串口輸出的儀器，我們將通過安裝了智慧系統(tǒng)的PC機(jī)直接連接儀器的RS232接口，通過智慧系統(tǒng)中預(yù)置的控件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

對于有USB串口輸出、藍(lán)牙模塊的儀器，實(shí)現(xiàn)方式與 RS232 串口連接方式類似。

3.2 業(yè)務(wù)管理

業(yè)務(wù)管理模塊共有檢測委托-檢測采樣-檢測分析-檢測報(bào)告4個(gè)主要環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有檢測業(yè)務(wù)流程的全面管理。

3.2.1 監(jiān)測委托

監(jiān)測委托主要記錄客戶信息和項(xiàng)目信息，客戶信息主要包括委托單位，受測單位基本信息;項(xiàng)目信息包含項(xiàng)目名稱、負(fù)責(zé)人、監(jiān)測因子、檢測方法、測點(diǎn)、頻次、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，以上內(nèi)容登記完畢后，自動(dòng)生成項(xiàng)目委托單。

3.2.2 實(shí)驗(yàn)分析

監(jiān)測分析對所接入樣品進(jìn)行定量分析，監(jiān)測分析會(huì)記錄實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的結(jié)果數(shù)據(jù)和過程信息，相關(guān)數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)入報(bào)告環(huán)節(jié)，同時(shí)信息的更改會(huì)同步更新委托、采樣及報(bào)告環(huán)節(jié)。

3.2.3 出具報(bào)告

智慧系統(tǒng)根據(jù)線下實(shí)際需求靈活的出具單類別報(bào)告或綜合報(bào)告。系統(tǒng)支持多模板樣式，不同報(bào)告模板滿足不同應(yīng)用場景的需求。數(shù)據(jù)信息自動(dòng)計(jì)算修約，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)語

智慧系統(tǒng)的研究與應(yīng)用引發(fā)了環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的行業(yè)思考，傳統(tǒng)人工作業(yè)模式已經(jīng)跟不上快節(jié)奏的業(yè)務(wù)需求和質(zhì)量保證，環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域也向高度智能化，信息集約化方向發(fā)展。從多家監(jiān)測機(jī)構(gòu)的應(yīng)用結(jié)果表明，智慧系統(tǒng)從完整性、貼合性、便捷性、溯源性已滿足監(jiān)測機(jī)構(gòu)日常實(shí)際需求，可作為成熟的應(yīng)用工具。此外，基于對環(huán)境、污染源數(shù)據(jù)的完整收集、分析及建模，能為生態(tài)環(huán)境局立項(xiàng)、環(huán)評、審批、跟蹤、執(zhí)法等行政管理部門提供深度技術(shù)服務(wù)，同時(shí)也能為城市大腦智慧服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐。

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收稿日期：2020-07-12

作者簡介：蔣智偉（1985-），男，漢族，本科學(xué)歷，主任助理，研究方向?yàn)橹贫ㄍ晟浦腔巯到y(tǒng)工作方案，繪制智慧系統(tǒng)原型，制定數(shù)據(jù)庫編碼規(guī)范，制定硬件接口與傳輸規(guī)范。