水情信息自動(dòng)撥號分析論文

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1引言

水情、雨情是防汛抗旱和工程管理的基礎(chǔ)信息。利用現(xiàn)代高新技術(shù)建立水情信息自動(dòng)撥號采集管理系統(tǒng)，可及時(shí)準(zhǔn)確地采集、處理、傳輸轄區(qū)水情，并實(shí)現(xiàn)水情、工情等信息的綜合性高效管理和資源共享。其意義不僅在于提高工作效率，對水情預(yù)報(bào)、防汛決策和水資源優(yōu)化調(diào)度等均具有深遠(yuǎn)意義。本文就基于公共電話交換網(wǎng)（PSTN）的水情信息自動(dòng)撥號采集管理系統(tǒng)（以下簡稱“系統(tǒng)”）作簡要的論述。

2系統(tǒng)組成

2.1水情自動(dòng)撥號采集

該層次系以PSTN為介質(zhì)的M∶N（M個(gè)水情自動(dòng)撥號PC終端，N個(gè)水情自動(dòng)撥號應(yīng)答儀）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。各水情自動(dòng)撥號PC終端通過自動(dòng)撥號和自動(dòng)應(yīng)答方式獲取各地實(shí)時(shí)或歷史水情信息。由于撥號連接過程時(shí)間開銷較大，當(dāng)水情測站較多時(shí)，可在PC終端上配置雙路撥號通道，以加快數(shù)據(jù)獲取速度。

2.2水情信息管理

該層次系一基于局域網(wǎng)的客戶/服務(wù)器（client/server）結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)為WINDOWS2000server，數(shù)據(jù)庫引擎采用MicrosoftSQLserver7.0。來自PC終端的轄區(qū)水情信息存于服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中，由服務(wù)器負(fù)責(zé)對客戶的數(shù)據(jù)請求進(jìn)行智能服務(wù)，提供多級權(quán)限的資源共享。

對于遠(yuǎn)程訪問客戶（如上級防汛機(jī)構(gòu)等），既可由遠(yuǎn)程工作站連入局域網(wǎng)獲取水情信息，也可設(shè)置一單機(jī)水情自動(dòng)撥號PC終端直接通過PSTN對各應(yīng)答儀水情信息進(jìn)行訪問。

3水情自動(dòng)撥號PC終端軟件（簡稱“界面軟件”）

由于SQLserver系統(tǒng)不具備圖形用戶界面（GUI）的設(shè)計(jì)功能，不提供工具讓設(shè)計(jì)者創(chuàng)建操作界面，因此，界面軟件采用VC++開發(fā)。該軟件分主撥號和客戶撥號兩個(gè)版本。兩者區(qū)別在于：前者可對PSTN進(jìn)行撥號，后者自身并不撥號，僅觸發(fā)前者進(jìn)行撥號；前者既可單機(jī)運(yùn)行也可于局域網(wǎng)上運(yùn)行，后者僅用于局域網(wǎng)中一般工作站。本文以撥號客戶版本介紹其結(jié)構(gòu)。

界面軟件與SQLserver構(gòu)成了基本水情信息管理系統(tǒng)，兩者之間通過ODBC（開放數(shù)據(jù)庫連接性）交換信息。該軟件具有水情實(shí)時(shí)監(jiān)視、歷史水情、防汛工程信息、防汛信息數(shù)據(jù)庫管理等功能，并支持圖文、數(shù)據(jù)等多媒體信息，可基本滿足防汛工作需求。

4水情撥號應(yīng)答儀

應(yīng)答儀系專門開發(fā)的水情現(xiàn)場采集儀器。主要完成對上、下游水位，潮位和雨量等水情信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測、存貯顯示和分析處理等功能，并以自動(dòng)應(yīng)答方式響應(yīng)水情自動(dòng)撥號PC終端的數(shù)據(jù)訪問請求。

4.1應(yīng)答儀硬件原理

單片機(jī)以兩種方式讀取現(xiàn)場數(shù)據(jù)：對于水位采用周期性采樣方式；對于雨量則采用中斷方式，即雨量計(jì)發(fā)出翻轉(zhuǎn)信號時(shí)單片機(jī)響應(yīng)計(jì)數(shù)。現(xiàn)場數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)處理（雨量累計(jì)、水位代碼轉(zhuǎn)換及濾波、高低潮替代等）后存入非易失性數(shù)據(jù)存儲器中供本地顯示和PC終端讀取。

up監(jiān)控、光電隔離、雷電吸收為增強(qiáng)其抗干擾和防雷擊能力，提高設(shè)備的可靠穩(wěn)定性所設(shè)；實(shí)時(shí)時(shí)鐘則可為水情加時(shí)間標(biāo)記和系統(tǒng)同步。

4.2應(yīng)答儀軟件功能模塊結(jié)構(gòu)

圖中事件觸發(fā)源泛指諸如鍵盤輸入、定時(shí)時(shí)間、通訊口收到約定命令等激活相應(yīng)進(jìn)程的事件。應(yīng)答儀軟件進(jìn)程管理采用搶占式優(yōu)先級調(diào)度方案，共享資源的使用引入信號量機(jī)制。

5系統(tǒng)特點(diǎn)

1.利用PSTN作為傳輸介質(zhì)組建水情測報(bào)系統(tǒng)，具有信道一次性投資低，數(shù)字傳輸穩(wěn)定、可靠，日常管理維護(hù)工作量小，操作使用方便等優(yōu)點(diǎn)。

2.基于PSTN上的各應(yīng)答儀信息共享性好，可直接為任一授權(quán)單位提供信息，不受地理位置限制；系統(tǒng)組態(tài)靈活，可分期按重點(diǎn)采用水情共享單位分?jǐn)偼顿Y方式擴(kuò)充站點(diǎn)；任一單位在擁有若干水情測站使用權(quán)后，僅配1臺PC終端機(jī)便可建立自己的水情測報(bào)系統(tǒng)。

3.專門研制開發(fā)的水情撥號應(yīng)答儀采用CMOS器件組成，顯示采用LCD（液晶顯示器），功耗很低，配一500VAHUPS，在停電狀態(tài)下，即可維持儀器正常工作，較適合于供電不正常地區(qū)使用；儀器采取多重抗干擾、防雷擊措施，工作穩(wěn)定可靠。此外，儀器還提供水情本地顯示功能，為現(xiàn)場工作人員提供了方面。

4.系統(tǒng)以專用儀器方式向用戶提供水情撥號應(yīng)答儀，PC終端撥號軟件以安裝盤形式發(fā)行（光盤），便于推廣應(yīng)用。用戶可方便地自行組建水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)，無需二次開發(fā)，組建周期相當(dāng)短。

5.系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫對用戶開放，用戶可自行擴(kuò)充水情預(yù)報(bào)或防汛優(yōu)化調(diào)度等功能。

6結(jié)束語

水情信息自動(dòng)撥號采集管理系統(tǒng)自投運(yùn)以來，經(jīng)不斷改進(jìn)，目前已趨于成熟。該系統(tǒng)構(gòu)思新穎，設(shè)計(jì)合理，投資少，效益明顯，組建方便，推廣應(yīng)用前景看好。系統(tǒng)曾榮獲江蘇省水利科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，并獲江蘇省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

參考文獻(xiàn)

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