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環(huán)保監(jiān)測(cè)這個(gè)領(lǐng)域，最近幾年需求漲得很快。國(guó)家監(jiān)管越來(lái)越嚴(yán)，各個(gè)地方都在建監(jiān)測(cè)站，水質(zhì)的、空氣的、噪音的，大大小小的站點(diǎn)鋪得越來(lái)越密。這些站點(diǎn)里頭，工業(yè)一體機(jī)是核心設(shè)備，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、本地存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程上傳。
但環(huán)保監(jiān)測(cè)站這個(gè)場(chǎng)景，對(duì)一體機(jī)的要求還挺特殊的。今天就從現(xiàn)場(chǎng)條件出發(fā)，倒推你需要什么樣的配置，以及在選型的時(shí)候容易踩哪些坑。
## 環(huán)保監(jiān)測(cè)站的典型現(xiàn)場(chǎng)條件
先說(shuō)說(shuō)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，這個(gè)直接決定你選機(jī)的硬指標(biāo)。
**溫度波動(dòng)大**。很多監(jiān)測(cè)站是戶外站或者半戶外的，夏天太陽(yáng)直曬，機(jī)箱內(nèi)部溫度能到50度以上；冬天北方地區(qū)零下十幾度也有。一體機(jī)必須支持寬溫運(yùn)行，-10度到60度是最基本的要求。廣州微嵌的工業(yè)一體機(jī)出廠要做高低溫測(cè)試，確保在標(biāo)稱溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，這個(gè)在選型的時(shí)候要確認(rèn)。
**濕度高**。水站就不說(shuō)了，空氣站也有不少建在潮濕的地方。一體機(jī)外殼的防護(hù)等級(jí)至少要IP54，關(guān)鍵接口的密封要做好。
**無(wú)人值守**。大部分監(jiān)測(cè)站是遠(yuǎn)程運(yùn)行的，沒(méi)人看。一旦死機(jī)或者程序卡死，數(shù)據(jù)就斷了，可能要過(guò)好幾個(gè)小時(shí)甚至好幾天才發(fā)現(xiàn)。所以看門(mén)狗功能是剛需，硬件看門(mén)狗比軟件看門(mén)狗更可靠，能在系統(tǒng)崩潰的時(shí)候自動(dòng)重啟。
**供電不穩(wěn)定**。偏遠(yuǎn)站點(diǎn)的供電質(zhì)量參差不齊，偶爾會(huì)斷電或者電壓波動(dòng)。一體機(jī)的電源模塊要能承受寬電壓輸入，最好支持來(lái)電自啟動(dòng)，斷電恢復(fù)后不需要人工操作就能自動(dòng)開(kāi)機(jī)運(yùn)行。
**通信需求復(fù)雜**。環(huán)保監(jiān)測(cè)一般需要同時(shí)連多個(gè)傳感器（串口通信）、接以太網(wǎng)上傳數(shù)據(jù)，有些站還配了4G/5G模塊做備用鏈路。這就要求一體機(jī)的接口要夠用，網(wǎng)口至少2個(gè)。
## 從需求倒推配置
知道了現(xiàn)場(chǎng)條件，再來(lái)看配置怎么選。
**處理器**：環(huán)保監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)量不大，一般的采集和上傳任務(wù)，ARM架構(gòu)的RK3568就夠用了，功耗低，發(fā)熱小，適合無(wú)人值守的場(chǎng)景。如果還要在本地跑一些數(shù)據(jù)分析算法或者GIS展示，那就上X86的酷睿I3或I5。
**內(nèi)存和存儲(chǔ)**：4GB內(nèi)存+64GB eMMC對(duì)純采集場(chǎng)景夠了。如果要本地存較長(zhǎng)時(shí)間的歷史數(shù)據(jù)或者跑數(shù)據(jù)庫(kù)，建議8GB內(nèi)存+128GB SSD。
**串口數(shù)量**：一般水質(zhì)站需要4-6個(gè)COM口（pH、溶解氧、濁度、氨氮等傳感器各占一個(gè)），空氣站需要2-4個(gè)COM口。建議選自帶4個(gè)以上COM口的機(jī)型，別用USB轉(zhuǎn)串口，穩(wěn)定性不夠。
**網(wǎng)口**：至少2個(gè)。一個(gè)接本地交換機(jī)連傳感器，一個(gè)接上級(jí)網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)。如果要做雙鏈路冗余（有線+4G），3個(gè)網(wǎng)口更保險(xiǎn)。
**顯示**：10.1寸到15寸比較合適。太大了戶外站裝不下，太小了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的時(shí)候看不清。
**安裝方式**：戶外站一般用壁掛或者VESA支架安裝，機(jī)柜站的用面板安裝。選型的時(shí)候確認(rèn)好安裝方式，免得買(mǎi)回來(lái)裝不上。
**系統(tǒng)**：大部分環(huán)保監(jiān)測(cè)軟件是Windows平臺(tái)的，選X86+Windows最穩(wěn)妥。也有一些項(xiàng)目用Linux做定制開(kāi)發(fā)，看具體軟件需求。
## 實(shí)際部署中容易踩的坑
**串口波特率不一致**。不同廠家的傳感器默認(rèn)波特率不一樣，有的9600有的19200，接到同一臺(tái)機(jī)器上要在軟件里分別配置。別想當(dāng)然以為都是一樣的，調(diào)試的時(shí)候一個(gè)個(gè)確認(rèn)。
**看門(mén)狗跟軟件的配合**。硬件看門(mén)狗需要在軟件里定期"喂狗"，如果軟件本身卡死了，看門(mén)狗超時(shí)會(huì)重啟系統(tǒng)。但有些開(kāi)發(fā)人員不了解看門(mén)狗的機(jī)制，沒(méi)有在程序里加入喂狗邏輯，結(jié)果看門(mén)狗形同虛設(shè)。這個(gè)在開(kāi)發(fā)階段就要做好。
**供電和接地**。監(jiān)測(cè)站的接地一定要做好，否則串口通信容易被干擾。有些站點(diǎn)地電位差很大，RS485通信經(jīng)常出錯(cuò)，加光電隔離的串口模塊就能解決。
**散熱和維護(hù)**。戶外站夏天溫度高，如果一體機(jī)是無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)的，要注意安裝位置別被陽(yáng)光直射。有風(fēng)扇的機(jī)型要定期清理濾網(wǎng)，不然灰塵堵了散熱孔，高溫保護(hù)會(huì)頻繁觸發(fā)。
**遠(yuǎn)程管理**。無(wú)人值守的站點(diǎn)一定要配置遠(yuǎn)程管理功能，至少能遠(yuǎn)程看機(jī)器狀態(tài)、重啟程序、更新軟件。不然出了問(wèn)題還得開(kāi)車(chē)過(guò)去，成本太高。
## 推薦配置方案
綜合上面的分析，給出兩套參考配置：
**水質(zhì)監(jiān)測(cè)站方案**：
- 15寸工業(yè)一體機(jī)，X86架構(gòu)酷睿I3
- 8GB內(nèi)存 + 128GB SSD
- 6個(gè)COM口（4個(gè)RS485 + 2個(gè)RS232）
- 雙網(wǎng)口 + 4G模塊
- 硬件看門(mén)狗
- Windows 10 IoT
- 壁掛安裝
**空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站方案**：
- 10.1寸工業(yè)一體機(jī)，ARM架構(gòu)RK3568
- 4GB內(nèi)存 + 64GB eMMC
- 4個(gè)COM口（RS485）
- 雙網(wǎng)口 + 4G模塊
- 硬件看門(mén)狗
- Linux定制系統(tǒng)
- 面板安裝
這兩套方案都是在實(shí)際項(xiàng)目中驗(yàn)證過(guò)的，穩(wěn)定性和成本都比較均衡。當(dāng)然具體項(xiàng)目會(huì)有差異，選型的時(shí)候還是要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
廣州微嵌在環(huán)保監(jiān)測(cè)領(lǐng)域有不少項(xiàng)目積累，各種站型的配置方案都有成熟的參考，需要的話可以溝通具體需求，他們能給出更有針對(duì)性的建議。
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