1、解析 GPRS 水文自动测报系统中的应用综述摘 要：作者结合多年工作经验，分析了我国近年来的水文的发展，以及技术要点，并且对水雨情测报系统中的问题进行研究，仅供同行参考。 关键词：GPRS ；水文信息化；无线通信； 中图分类号：P331 文献标识码：A 文章编号： 前 言： 目前，随着我国经济的快速发展，推动信息化高速发展的今天，利用信息化为水文服务，将信息化有机的融入水文行业成为提升和发展整个行业的技术和管理水平，水雨情遥测系统是当前我国大力推进水文信息化的重要组成部分之一，广泛应用于防汛、流量计量、航道监测等实际工程中。遥测系统的应用提高了观测数据的可靠性、准确性和及时性，将某一流域内的水
2、雨情信息在短时间内传递至信息中心，以便及时进行水雨情预报，减少了水害损失，提高了水资源利用率产生了较大的社会效益和经济效益。 1 系统介绍 相比建筑行业水文信息化建设起步不晚，但发展缓慢也存在相当多的问题待解决。20 世纪 70 年代中期是我国最开始发研水雨情自动测报技术，起初用的是水库。当时受日本应答式机制产品影响较大。我国早期也有过自报式水雨情测报装置，但其设计缺陷较多，误差很大，未能达到实用阶段。90 年代，该专业技术发展最快，一些较大的系统相继建成，其中包括赣江、闽江、酉水、澜沧江等。近 10 年内有更多较小的水雨情自动测报工程建成，发挥了很好的作用。水雨情遥测系统是一个采集某一流域或
3、区域内雨量、水位等水雨情信息的实时系统，能实时采集、传输、接收遥测站的水雨情信息；具有数据监测、纠错等处理功能；能进行水位和雨量联合预报；能可靠地无人值守稳定运行，具有较强的防雷、抗干扰能力；能与本地计算机水雨情局域网共享水雨情信息通信方式作为该系统的最重要方面之一，在传统的水雨情遥测通信方式中有超短波、短波、卫星，有线拨号等方式，然而这些通信方式常常会受到通信质量、通信条件、通信范围、地理环境、建设成本及运行费用等因素的限制，不能很好地满足实际水雨情数据传输的需要。无线接入以其方便、快捷和廉价的优势，弥补了有线方式的不足。近年来，覆盖全国的 GPRS 网络已成为一种可持续利用和开发的资源，因
4、而在此基础上开发出满足需求的无线接入产品成为可能。 2 现状分析 水文信息化是水利现代化的基本标志和重要内容，也是国家信息化建设的重要组成部分。近些年来，水利部提出并开始实施水利信息化建设，水文信息化建设正以飞快的速度迅猛发展。技术的发展主要有两方面：一是硬件系统的构建，即所采用的硬件技术，主要由微电子等技术的发展决定。最初的产品由分立式电子元器件等组装而成，随着单片机芯片的出现和发展，单片机在测报系统上得到了广泛应用，更多更新的电子技术应用于测报系统中。二是所采用的通信技术。最初使用较多的是电台电报或有线电话等，随着数据传输方式的多样化，GSM、卫星通信等技术被广泛使用。为了能更全面地为全省
5、大水网建设服务，必须尽快全面实现水位、雨量在线监测和报汛自动化，部分水位站实现无人值守。这给报汛自动化提出了更高要求，不仅要维护现有设备的正常运行，而且要利用新技术加强自动报汛能力。针对上述问题，提出一种新的解决方案：基于 GPRS 技术的水雨情测报系统设计方案，利用 ARM 技术对数据采集系统进行重新设计，利用公用的 GPRS 网络进行数据传输。 3 总体结构 根据我国现阶段的信息化的情况，应符合以下几点要求：操作简单、价格便宜、数据测量准确、自带电源，耗能少，能适应野外工作环境，有抗雷击功能，数据传输可靠，网络建设的成本低。下位机及测量部分应满足上位机除能随时调看当前的水位、流量、雨量数据
6、外，还可根据监测站点的水位值和雨量值变化自动向中心站加报相关数据，实现预警、报警的自动化管理。此外还可将历史数据汇总保存，供日后查看、分析，以便掌握不同时期的水雨情变化情况，真正实现水文工作的信息化、数字化。 水雨情终端内部集成了微处理器、储存器、无线通信模块等，可实现太阳能及铅酸蓄电池两种供电方式的灵活切换，保证系统运行。同时通过无线网络与中心站通信，由水文工作人员通过笔记本等手持设备现场读取固态存储器中保存的水位、雨量等信息。 监控中心通过计算机网络技术、数据库技术和软件平台实现远程监控功能。监控中心存有各监测站点的信息，在系统运行过程中，监控中心可对水雨情终端的运行参数（如水位/雨量的报
7、警限、终端主动发起通讯的时间等）进行设定，并可在计算机上以曲线、图形的方式动态显示监测站点的水位、雨量变化情况，便于水文工作人员对监测点的情况进行观察和分析。 4 远程无线通信实现方案 在水雨测报系统的中心系统中，信息的传递的整个工程中最重要的环节。遥测的数据传输网络可由有线或无线信道组成。有线信道传输数据的信号质量较好，有条件的地区可优选有线传输。无线信道可以使遥测子站方便地移动，给站点的选择带来了极大便利。采取相应的技术措施后，数据通信质量完全可以满足实际要求。无线通信方式主要有短消息、GPRS、CDMA、卫星通讯等。短消息业务不用拨号建立连接，是 GSM中唯一不用建立端到端业务路径的业务
8、，点对点短消息以任意形式的字母数字串，通过数字控制信道传送。在 GSM 系统中，点对点短消息的传递与发送由短消息服务中心提供服务，具有收费低廉、不受地域限制的特点。虽然每条容量有限，且具有一定的延时，但可以用于在无 GPRS 网络或网络覆盖状况不理想情况下的联络，并可以实现将监测系统的一些故障报警信息及时发送到水文工作人员的手机上。 GPRS 采用与 GSM 相同的频段、突发结构、无线调制标准以及 TDMA 帧结构，信号覆盖很好，目前已达到无盲区覆盖。 GPRS 允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。适用于间断的突发性的和频繁的数据传输，同
9、时可提供 GSM 和 GPRS 的业务，也可使用 IP 协议连接到外部数据网。 CDMA 技术接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。其系统容量大、频率规划灵活、频带利用率高，但由于该系统处于建设之中，覆盖范围不如 GPRS 广。 综上所述，短消息和 GPRS 技术均可被本水雨情自动测报系统所采用。5 主控制器实现方案 控制器即微处理器，是水雨情自动测报系统的核心，对测报系统能实现的功能产生决定性影响。在选择微处理器时，一般应从字长、指令的种类和数量、内部寄存器的种类数量、微处理器的速度、中断处理能力及微处理器的外围电路配套等方面来考虑。 结束语： 综上所述可以得出：水利工程是传统的工程,面临着广泛应用信息技术,提升工程质量和效能,实现跨越式发。文章主要针对水雨情自动测报系统的设计需求，提出了测报系统的总体设计结构，选择了适应实际情况的主控制器实现方案以及对应的开发平台，分析了短信、GPRS、CDMA、卫星通信四种主要通信技术的应用方案及特点，并由此确定了以 GPRS 为主短信方式为辅的通讯方式作为上下位机的通信方式。
