水情自動測報系統設計分析

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隨著科學技術的發展，各行各業都在引入計算機技術、網絡技術等多種信息技術，以實現自動化和信息化發展。而在水情信息化建設中，水情自動測報系統建設也是重要組成部分。通過設計水情自動測報系統，則能完成水情信息的自動采集和傳輸，從而對水情進行科學預測，繼而為調度工作的開展提供支持。因此，相關人員還應加強對水情自動測報系統的設計研究，以便更好的推動水情信息化建設。

1GPRS技術概述

所謂的GPRS技術，其實就是無線服務技術的英文縮寫，可以對GSM網絡中為使用的信道進行利用，從而進行中速數據傳遞業務的提供。不同于以往的頻道傳輸，GPRS采用封包形式進行數據傳輸，因此將以傳輸資料單位進行數據傳輸費用計算，傳輸速率能夠達到56－114Kbps。從特點上來看，GPRS技術屬于SGM系統的一種分組交換技術，能夠進行無線IP連接業務的提供，所以可以借助IP0verPPP進行遠程接入。從接入時間來看，采用該技術平均2s就能建立一個連接。此外，應用GPRS技術的用戶始終處于在線狀態，能夠迅速完成數據訪問。因此在小數據量的實時傳輸方面，GPRS技術具有顯著的應用優勢。

2基于GPRS技術的水情自動測報系統設計

2.1工程概況。某水庫位于河流干流上，為防洪、供水大型水庫，擁有1個中心站、2個分中心站和4個水文站，另外有1個水位站和13個雨量站。為實現水情自動測報管理，該省對省內各水情測報系統進行統一改造，利用YDH－1終端機進行雨量和水位遙測，并利用GPRS無線通信進行數據采集，然后將數據傳送至分中心站進行統一分析。2.2系統結構設計。從水情自動測報系統結構上來看，該系統由25個遙測站、GPRS網絡、水情中心和水情分中心構成。如圖1所示，各遙測站配備有GPRS模塊、YDH－1終端機、水位傳感器、雨量傳感器、太陽能板和蓄電池。利用蓄電池，則能對太陽能板收集的能量進行存儲，然后為終端機供電。利用傳感器，則能完成雨量和水位信息的自動采集，而終端機則能完成數據的自動存儲，并利用GPRS模塊進行數據傳輸［1］。完成數據接收后，分中心站會進行數據的規范化處理，然后將數據傳輸至水情中心。水情中心則會將數據存入數據庫，并根據數據實現水情調度。在中心站，也可以完成各站狀態的實時監測，并對各終端機參數進行遠程設定。2.3系統配置分析。在系統配置上，首先還要做好終端機的選擇。而使用YDH－1終端機進行數據遙測，能夠利用微處理器進行遠端設備的控制和監視。作為一種通用設備，其內部擁有固態存儲器，能夠將全年水情數據保存下來，并為數據的本地和遠端下載提供支持。同時，其也能完成數據的定時發送，工作狀態較為可靠。在工作制度上，其采用自報方式，及主動進行數據的發送［2］。而在完成數據發送后，其還要等待中心站的回復，在中心站確認信息已經接收后，可以進行參數的加載和配置。此外，該種終端機帶有防干擾功能，能夠采用光電隔離方式進行信號干擾的屏蔽，所以能夠確保數據傳輸的準確性，并減少雷電對終端機的破壞。從網絡配置上來看，系統采用光纖進行各站連接，并且完成了局域網的構建。在系統中，分中心為執行系統業務的主要結構，能夠進行遙測站各種數據的接收、存儲和預處理，并提供一些輔助決策信息，如供水預報等。在網絡布局上，分中心配置了由分布式多微機構成的局域網，能夠利用服務器或客戶機進行多路數據終端的連接，從而獲得GPRS系統數據。在實際操作中，分中心使用的是WindowsNTWorkstation4.0操作系統，擁有星型網絡結構，網絡遵循TCP/IP協議，使用的軟件為YZJ9000水調軟件包。從系統主要設備配置情況來看，系統采用了塔式服務器，型號為HPProliantML150G2，可以利用網卡進行數據傳遞，并實現數據共享［3］。此外，水情中心配置有YSK－1型終端，能夠進行數據的實時傳輸，并向指定測站進行數據提取。利用該終端，可以進行控制命令的發送，從而實現對遙測終端的操縱。用于擁有調制解調器，該終端還可以進行雙路信號接收和數據轉發，并完成數據檢查。除此以外，該終端擁有復位的功能，能夠在系統出現軟件故障時進行復位。2.4系統數據通信。從系統數據通信上來看，還要完成遙測數據通信網的構建。具體來講，就是利用GPRS為遙測站到中心站數據傳輸的網絡信道，并利用超短波通信作為備用信道。采用該種組網方式，則能在GPRS信道發生故障時確保系統數據能都得到正常傳輸。在實際進行數據傳輸時，遙測站會根據參數設置完成數據的定時發送，并利用GPRS進行采集數據的自動上傳［4］。而在GPRS信道發生故障時，遙測站會自動完成信道切換，然后利用備用信道進行數據傳輸。在中心站進行確認信號的發送后，遙測站則能借助GPRS信道完成信號接收，并結束該次數據傳輸任務。未得到確認信號，遙測站會重新進行數據發送。在進行系統GPRS信道組網設計時，可以在GSM基礎上進行空中接口的增設。采取該種模式，則能使系統具有無線分組交換功能，從而為用戶提供分組IP連接業務。該種數據業務是建立在移動分組的基礎上的，需要在GSM系統中進行GPRS服務節點、網關節點和分組控制單元的設計，并完成原有系統的軟件升級。采用該種組網方式，能夠使系統網絡保持在線。只要設備處在開啟狀態，就能在3s內進行核心網絡的登陸，并保持700－3000MS的時延。由于網絡的核心設備依然在移動公司的機房中，所以能夠保證系統數據傳輸的穩定性。即便存在信號較弱的位置，也可以通過完成信道自動切換加強數據傳輸，因此能夠為系統穩定運行提供保障。因此從水情自動測報的系統數據流轉情況來看，采取的是自下而上的形式進行數據的分級處理［5］。具體來講，就是在在遙測站完成水情數據信息收集后，將完成數據初步處理，然后利用GPRS信道完成數據遠程傳輸。而系統分中心則可以完成數據的接收和控制，并將數據上傳至水情中心，然后進行數據的存儲和。2.5系統功能分析。從系統功能組成上來看，系統可以進行雨水情信息的采集、轉發和存儲，并完成數據的預處理和分析，從而對水情進行合理預測。實際上，水位等信息的變化具有一定的歷史規律，所以結合系統中存儲的歷史數據信息能夠對一段時間內的水情變化進行判斷，進而為水情工作的開展提供指導［6］。其次，利用系統，可以完成各種水情信息的查詢，并進行各種報表的打印。通過合理進行參數設置，則可以利用系統完成特定區域或整個監測區域的水情參數的顯示，并進行數據報表的打印，從而為相關工作的開展提供便利。此外，系統還能進行不同類型傳感器的接入，從而實現系統功能的擴展。就目前來看，系統預留有多個接口，能夠進行防汛指揮系統的連接，以用于實現防洪指揮［7］。最后，通過合理進行參數設置，還可以根據采集得到的水位和雨情信息進行報警。比如在水位測量值超過預先設置的限值時，系統就可以進行報警信號發送。2.6系統運行分析。如表1所示，為系統技術指標。系統將在900/1800MHz頻段內工作，并且達到40kb/s數據傳輸速率，數據傳輸誤碼率則不超過10－5，平均無故障時間為20000小時。從系統運行情況來看，遙測站每天會在2、8、14、20時進行一次水情信息的報送，報送的信息中不僅包含雨量累計值和當前水位等信息，還包含為剩余數據等信息。而遙測站會進行水位和雨量的實時檢測，并在水位在設定時間范圍(6min)內產生0.5mm變化時進行數據上傳，并進行報警信號的發送［8］。而在該時間內，如果雨量累計值超出1mm，系統也會進行報警信號的發送，并自動進行實時數據的上傳。所以，系統雨量分辨力和水位分辨力分別為0.5mm和1mm。從系統通信上來看，其能夠完成數據實時傳輸，并且數據傳輸費用較低，同時能夠完成迅速組網，因此能夠滿足水情自動測報需求。

3結論

通過分析可以發現，采用GPRS進行水情自動測報系統的設計，能夠完成水情信息的及時、準確采集，并且能夠完成數據的可靠傳輸，從而為水情測報工作的開展提供技術保障。因此，相信隨著相關技術的發展，GPRS技術將在水情測報方面得到更好的應用，進而有效推動水情測報工作的自動化發展。

作者:許佳 單位:新疆額爾齊斯河流域開發工程建設管理局

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