馮公偉

(新疆庫(kù)爾勒水文水資源勘測(cè)局，新疆庫(kù)爾勒841000)

1 GPRS通信技術(shù)在水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 具有后臺(tái)服務(wù)功能，實(shí)時(shí)在線

GPRS可隨時(shí)保持網(wǎng)絡(luò)連接，并且有后臺(tái)服務(wù)功能，不需要每次數(shù)據(jù)傳輸都重新呼叫連接。GPRS連接之后，一直在線，只要無(wú)線終端開(kāi)機(jī)，就會(huì)和GPRS網(wǎng)絡(luò)建立連接，只需一次激活過(guò)程，就會(huì)登錄網(wǎng)絡(luò)，時(shí)間迅速快捷，一般2～3 s就可以完成連接。不需要等待，可以同時(shí)接收多個(gè)數(shù)據(jù)，做到同步處理，能夠有效地滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)收集和傳輸?shù)募皶r(shí)性要求[1]。

1.2 GPRS監(jiān)測(cè)范圍廣，覆蓋面積大

網(wǎng)絡(luò)采用的是GPRS無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)，這就使監(jiān)測(cè)點(diǎn)不用受通信線路和地區(qū)的限制。目前，GPRS的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積已經(jīng)到達(dá)大部分地區(qū)，很少有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的盲區(qū)，因此，可以大范圍的進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)路的運(yùn)用，從而滿足水文監(jiān)測(cè)范圍廣的要求，同時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積還在擴(kuò)大。

1.3 傳輸量大

在對(duì)水文監(jiān)測(cè)時(shí)，為了更好更全面地了解水文情況，設(shè)立的監(jiān)測(cè)點(diǎn)較多，為了滿足對(duì)突發(fā)性數(shù)據(jù)的傳輸要求，每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)要做到實(shí)時(shí)和水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)連接、傳輸。這就需要大量數(shù)據(jù)的同時(shí)傳輸。GPRS無(wú)線通信技術(shù)集合了IP、X2.5和ITU等技術(shù)，并依托GSM的無(wú)線分組交換網(wǎng)，所以能同時(shí)進(jìn)行多個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸，有效地解決了水文監(jiān)測(cè)中的這一難題。

2 GPRS通信技術(shù)在水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 GPRS通信技術(shù)的總體應(yīng)用

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中，GPRS通信技術(shù)的運(yùn)用，需要各遙測(cè)站配備GPRS數(shù)據(jù)傳輸功能的通信模塊及具有GPRS業(yè)務(wù)的SIM卡，GPRS通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

圖1 GPRS通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

測(cè)站的通信模塊通電作業(yè)后，就會(huì)自動(dòng)登錄到GPRS的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，然后自動(dòng)撥號(hào)，遙測(cè)站和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，連接成功后，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸[2]。GPRS通信技術(shù)在水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中一般是自報(bào)式或混合式的工作模式，移動(dòng)公司一般會(huì)給遙測(cè)站的通信模塊分配動(dòng)態(tài)的IP地址，然后在中心站設(shè)立具有接收遙測(cè)站數(shù)據(jù)功能的通信模塊，并和移動(dòng)中心相連。

2.2 GPRS通信技術(shù)在水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中的組成部分

2.2.1 遙測(cè)站

遙測(cè)站主要是對(duì)一定區(qū)域內(nèi)水文情況的自動(dòng)采集，并將取得的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。RTU和收發(fā)信機(jī)是遙測(cè)站的主要設(shè)備，RTU主要負(fù)責(zé)對(duì)反應(yīng)水文情況的一些具體水文參數(shù)的采集，然后進(jìn)行預(yù)處理、儲(chǔ)存。收發(fā)信機(jī)就是對(duì)RTU處理儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送，還有對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控中心的信息的接收。

2.2.2 GPRS通信網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)在，在水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中使用的通信網(wǎng)絡(luò)都是采用移動(dòng)公司已經(jīng)鋪設(shè)好的網(wǎng)絡(luò)，不用重新鋪設(shè)，只需要在移動(dòng)公司建立一個(gè)系統(tǒng)中心站就可以使用了。

2.2.3 系統(tǒng)中心站

系統(tǒng)中心站通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)連接移動(dòng)中心。主要分透明和不透明兩種方式。透明接入，可以不用進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證，可由移動(dòng)用戶代替簽權(quán)，這樣會(huì)提高用戶的接入速度，減少投資成本。但是，這種情況由于透明度高，安全性有待考慮，如果水文移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商是GPRS運(yùn)營(yíng)商的話，可以采用這種方式，速度快，投資少。另外，就是不透明接入，這就需要網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證，相對(duì)較慢。

2.3 具體工作流程

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)由中心站、中繼站和遙測(cè)站組成。其中遙測(cè)站主要完成對(duì)水情參數(shù)傳感器數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)并通過(guò)超短波，或衛(wèi)星、或有線電話、或無(wú)線電話等信道向中心站(或中繼站)傳送數(shù)據(jù)，一般安裝在野外，由遙測(cè)終端機(jī)、天線、饋線、避雷器、無(wú)線電發(fā)射機(jī)(電臺(tái)或衛(wèi)星終端)、太陽(yáng)能電源板、蓄電池、流量傳感器、水位傳感器、外筒等組成。遙測(cè)站可選裝人工置數(shù)儀和長(zhǎng)期固態(tài)存儲(chǔ)器。遙測(cè)站采用定時(shí)和增量自報(bào)方式向中心發(fā)送數(shù)據(jù)。水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的中心站用來(lái)接收遙測(cè)站(或經(jīng)中繼站轉(zhuǎn)發(fā))傳送來(lái)的數(shù)據(jù)，并可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示和分析，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)防汛調(diào)度需求，一般設(shè)在防汛調(diào)度中心。中心站由接收天線、饋線、避雷器、無(wú)線接收機(jī)(電臺(tái))、解碼器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(或PC)組成。GPRS通信技術(shù)在水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要包括了相關(guān)的數(shù)據(jù)遙測(cè)終端、通信平臺(tái)、分中心3部分。

2.3.1 終端遙測(cè)的工作流程

數(shù)據(jù)遙測(cè)終端是RTU終端通用的設(shè)備，采用的是模塊化的設(shè)計(jì)，多核微處理技術(shù)。具有多重的抗干擾性、防護(hù)技術(shù)的保證，同時(shí)低功耗的設(shè)計(jì)，有效地降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本。數(shù)據(jù)遙測(cè)終端可以連接多種傳感器，包括水位計(jì)、雨量計(jì)、風(fēng)向等，此外，還支持多種通信方式，像有線寬帶、GPRS、GSM短信等，數(shù)據(jù)遙測(cè)終端以太陽(yáng)能為動(dòng)力，可以保證無(wú)人看管長(zhǎng)期運(yùn)行，并且可以配備多種模塊化的結(jié)構(gòu)，適應(yīng)多種情況，因此，廣泛的應(yīng)用于水文監(jiān)測(cè)。

2.3.2 水利通信平臺(tái)

水利通信平臺(tái)擁有多種數(shù)據(jù)接口，能夠接收短信、GPRS、網(wǎng)絡(luò)透?jìng)鞯?。從通信平臺(tái)的系統(tǒng)功能分析，水利通信平臺(tái)的特點(diǎn):①傳輸速度高。②傳輸?shù)馁|(zhì)量較高。用戶間固定的連接，大量的光纖系統(tǒng)，并且時(shí)間延限小。③工作協(xié)議簡(jiǎn)單。運(yùn)用的是交叉連接技術(shù)和復(fù)用技術(shù)，本身不受約束，面向數(shù)據(jù)用戶，呈現(xiàn)透明性。④連接方式靈活。支持多種業(yè)務(wù)，可以和用戶網(wǎng)絡(luò)及終端設(shè)備連接。⑤電路可靠性能高。⑥運(yùn)行管理簡(jiǎn)便。

2.3.3 分中心

分中心通過(guò)外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分發(fā)器對(duì)水利通信平臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。

3 結(jié)語(yǔ)

以上本文對(duì)GPRS通信技術(shù)在水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和具體措施，進(jìn)行了分析，以此可以明確地了解水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)對(duì)GPRS通信技術(shù)應(yīng)用的要性。但是關(guān)于如何在水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中對(duì)GPRS通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步充分地進(jìn)行發(fā)揮，還需要廣大研究人員加大研究。

[1]周妍.GPRS網(wǎng)絡(luò)及在水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用綜述[J].黑龍江水利科技，2011，39(05):116 －117.

[2]鄒源盛.GPRS在水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫，2013(01):42－43.