宏電基于GPRS通信的水情采集應(yīng)用方案

1歷史背景分析及目前幾種通信方式比較
1.1歷史背景分析
水利數(shù)據(jù)的遙測(cè)在中國水利行業(yè)的應(yīng)用已有多年的歷史，但隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，水利數(shù)據(jù)遙測(cè)的傳輸方式也隨著變化。
70年代中至80年代中期，行業(yè)內(nèi)主要采用國外進(jìn)口或捐助的無線超短波設(shè)備進(jìn)行傳輸。80年代中期后，水利部開始鼓勵(lì)國內(nèi)研究所和高校開始自行研發(fā)超短波遙測(cè)設(shè)備。
90年代開始應(yīng)用包括超短波、衛(wèi)星、PSTN有線公網(wǎng)和800M集群通信傳輸。但超短波傳輸一直扮演非常重要的角色。90年代末期開始，已陸續(xù)利用INTERNET網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和GSM短信方式進(jìn)行傳輸，但并未有大規(guī)模組網(wǎng)實(shí)施。
1.2水利數(shù)據(jù)遙測(cè)中幾種通信方式的比較
水利數(shù)據(jù)遙測(cè)中通信組網(wǎng)方案是多種多樣的，但不外乎兩種類型，即單一通信方式和混合通信方式。常見的通信方式有：超短波、有線電話、衛(wèi)星、GSM、GPRS等幾種，它們都可以單獨(dú)組成水利數(shù)據(jù)遙測(cè)網(wǎng)絡(luò)?；旌贤ㄐ欧绞接梢陨贤ㄐ欧绞讲煌M合而成，可以衍生出很多種組網(wǎng)方案。
1.2.1 超短波
超短波一般是指30MHz～3000MHz頻段的無線電波，其傳輸機(jī)理是對(duì)流層內(nèi)的視距與繞射傳播。在水利數(shù)據(jù)遙測(cè)系統(tǒng)中，測(cè)站實(shí)測(cè)的水利信息，送入遙測(cè)終端機(jī)（RTU），經(jīng)過信源和信道編碼，由調(diào)制解調(diào)器調(diào)制成射頻載波，經(jīng)功率放大后發(fā)射到中繼站。中繼站接收到測(cè)站發(fā)來的射頻信號(hào)，解調(diào)成音頻信號(hào)，經(jīng)中繼儀解調(diào)成數(shù)字信號(hào)、糾錯(cuò)編碼、數(shù)據(jù)再生、調(diào)制、放大后發(fā)送回中心站；中心站將信號(hào)解調(diào)、信道譯碼和信源譯碼后，經(jīng)前置計(jì)算機(jī)送入主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
超短波組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：
①、技術(shù)成熟，設(shè)備簡(jiǎn)單易于配套；
②、實(shí)時(shí)性好；
③、獨(dú)立性好，完全是自身的專用網(wǎng)絡(luò)。
超短波組網(wǎng)的缺點(diǎn)：
①、在無線電通信擁擠的地區(qū)，干擾日趨嚴(yán)重；
②、防雷地網(wǎng)要求高，野外設(shè)備防凍害的技術(shù)措施難度大、成本高，建設(shè)費(fèi)用大，維護(hù)管理不便；
③、對(duì)通信效果差的站點(diǎn)，需建多級(jí)中繼站級(jí)聯(lián)，降低系統(tǒng)可靠性。
1.2.2 衛(wèi)星傳輸
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，衛(wèi)星通信應(yīng)用越來越多。衛(wèi)星通信組網(wǎng)就是在監(jiān)測(cè)站配置“數(shù)據(jù)采集平臺(tái)”（DCP），將水利數(shù)據(jù)信息發(fā)射到衛(wèi)星，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到地面網(wǎng)管中心，登記后再由網(wǎng)管中心將信息發(fā)到衛(wèi)星，然后轉(zhuǎn)發(fā)到地面接收平臺(tái)（DRP）。
在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到，而超短波通信又需增加中繼站的報(bào)汛站點(diǎn)采用衛(wèi)星通信，是一種比較可行的辦法。
衛(wèi)星信道組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：
1．傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍廣、傳輸質(zhì)量好；
2．由于各發(fā)射點(diǎn)、地面站與衛(wèi)星之間采用視線傳輸，因而不受地形、地物的阻擋，特別適用于地形復(fù)雜地帶的通信；
3．?dāng)?shù)傳速率較有線、超短波和GMS組網(wǎng)方式高；
4．室外只有小天線，易避免凍害。
衛(wèi)星信道組網(wǎng)的缺點(diǎn)：
1．衛(wèi)星平臺(tái)耗電較大，采用直流供電時(shí)需配置較大容量的電池和浮充電設(shè)備；
2．衛(wèi)星終端設(shè)備成本高，衛(wèi)星平臺(tái)的價(jià)格較貴，另外，雖然系統(tǒng)采取按時(shí)收費(fèi)，但使用成本和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)依舊很高。
1.2.3　PSTN
有線組網(wǎng)方式是利用公用電話線路，在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)分配一條電話用戶線，數(shù)據(jù)接收中心利用電話撥號(hào)的方法采集各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。
有線信道組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：
1、 無需土建，建設(shè)成本低、建設(shè)周期短。有線組網(wǎng)的通信設(shè)備也較超短波、GSM、衛(wèi)星等通訊方式便宜。
2、通信平臺(tái)有保障，不同站點(diǎn)的傳輸信號(hào)間不易產(chǎn)生相互干擾；
3、通信距離不受地形地域的限制；
有線信道組網(wǎng)的缺點(diǎn)：
1、野外電話線纜易遭受雷電干擾，易受人為破壞；
2、數(shù)據(jù)采集速度受電話線路質(zhì)量和線路忙閑的影響，暢通率有時(shí)不高；
3、系統(tǒng)只宜采用召測(cè)工作方式，不宜采用自報(bào)方式，由于每一個(gè)站的應(yīng)答查詢均必須通過撥號(hào)、接通、傳輸、掛機(jī)等階段，因此數(shù)據(jù)收集周期長；
4、線路走向需跨越橋梁、鐵路、公路時(shí)，施工困難，投資費(fèi)用高。
1.2.4　GSM移動(dòng)通信信道
當(dāng)前移動(dòng)通信業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，我國的手機(jī)擁有量目前已躍居世界第一位。根據(jù)前景預(yù)測(cè)，GSM業(yè)務(wù)覆蓋范圍將遍及世界每個(gè)角落，利用GSM手機(jī)的短信息功能傳送水利數(shù)據(jù)或其它短數(shù)據(jù)不失為一種理想的手段。
GSM移動(dòng)通信信道組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：
1、利用公網(wǎng)，不需自建和維護(hù)通訊網(wǎng)；
2、通信平臺(tái)（GSM）有保障，且不同站點(diǎn)的傳輸信號(hào)之間不易產(chǎn)生相互干擾；
3、通信速率較高，可達(dá)19.2Kbps；
4、通信線路和設(shè)備不易遭受雷電襲擊和人為破壞；
5、組網(wǎng)靈活，站點(diǎn)的變動(dòng)和擴(kuò)充容易；
6、設(shè)備耗電省，費(fèi)用低。
GSM移動(dòng)通信信道組網(wǎng)的缺點(diǎn)：
1、受當(dāng)前GMS網(wǎng)絡(luò)覆蓋的限制，可能有些偏遠(yuǎn)的站點(diǎn)無法通信組網(wǎng)；
2、短信息的接收會(huì)出現(xiàn)時(shí)延的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)系統(tǒng)規(guī)?？紤]解決瓶頸的問題。
1.2.5? GPRS通用無線分組業(yè)務(wù)
GPRS是通用無線分組業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service）的英文簡(jiǎn)稱，是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸網(wǎng)絡(luò)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸，而且GPRS是根據(jù)流量計(jì)費(fèi)的，所以運(yùn)營費(fèi)用比GSM方式要低得多。
由于GPRS是基于IP的,因此在傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用上,不僅可以提供GSM可以提供的數(shù)據(jù)撥號(hào)/SMS通訊方式,而且可以讓用戶開發(fā)基于INTERNET的應(yīng)用系統(tǒng),從而徹底根除了數(shù)據(jù)撥號(hào)價(jià)格高,SMS延時(shí)長的缺點(diǎn),從而使用戶開發(fā)的系統(tǒng)整體性能和可靠性得到了很大提高,系統(tǒng)運(yùn)行成本也大幅下降。
優(yōu)點(diǎn)：
①永遠(yuǎn)在線：只要激活GPRS應(yīng)用后，將永遠(yuǎn)保持在線，類似于一種無線專線網(wǎng)絡(luò)。
②按流量計(jì)費(fèi)：只有產(chǎn)生通信流量時(shí)才計(jì)費(fèi)，是一種面向使用的計(jì)費(fèi)，計(jì)費(fèi)方式更加科學(xué)合理。
③快速登錄：全新的分組服務(wù)，無需長時(shí)間的撥號(hào)建立連接過程。
④利用公網(wǎng)通信質(zhì)量好，技術(shù)成熟、穩(wěn)定，組網(wǎng)靈活，移植性強(qiáng)。
⑤不易被雷擊，建設(shè)周期短。
缺點(diǎn)：
①因?yàn)槭怯肋h(yuǎn)在線，對(duì)遙測(cè)站的供電要求較高。建議配備的GPRS通信模塊具有自動(dòng)掉電功能。
②網(wǎng)絡(luò)能否組網(wǎng)由站點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度決定。
1.2.6 綜合對(duì)比分析
以下對(duì)主要的幾種遙測(cè)通信組網(wǎng)方式作出對(duì)比。
通信方式對(duì)比表

綜合分析：
通信方式各有特點(diǎn)，本身并沒有優(yōu)劣之分，選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)各地不同的環(huán)境條件、網(wǎng)絡(luò)條件和經(jīng)濟(jì)條件，從技術(shù)可靠性、運(yùn)行費(fèi)用、建設(shè)成本進(jìn)行綜合考慮，因地制宜的選擇適合的組網(wǎng)方式。
在一個(gè)系統(tǒng)中，可以采用多種信道并存的方式，這就要求遙測(cè)設(shè)備、中心的通信機(jī)有較強(qiáng)的通信處理能力。根據(jù)上表對(duì)比，在移動(dòng)公網(wǎng)覆蓋的地域，可以充分利用GPRS/GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸特性，采用GPRS數(shù)據(jù)傳輸為主、GSM短消息傳輸為輔，并且二者可以自動(dòng)靈活切換的通信方式具有一定的優(yōu)勢(shì)。

2　GPRS/GSM通信技術(shù)在水利數(shù)據(jù)遙測(cè)中應(yīng)用設(shè)計(jì)
2.1　GPRS/GSM通信組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
2.1.1 GPRS/GSM通信組網(wǎng)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集點(diǎn)（遙測(cè)站點(diǎn)）、數(shù)據(jù)傳輸部分（GPRS/GSM通信網(wǎng)絡(luò)及光纖網(wǎng)絡(luò)）、后臺(tái)應(yīng)用軟件（遙測(cè)應(yīng)用平臺(tái)軟件）及中心站（分中心及總控制中心）四個(gè)部分組成。
從數(shù)據(jù)流和控制流上，分中心（分局）到總控制中心、分中心與終端測(cè)站間均是星型結(jié)構(gòu)。




系統(tǒng)工作原理及流程：
遙測(cè)終端測(cè)站采集到數(shù)據(jù)可以通過兩種方式送到分局。
一種是通過GPRS信道以UDP或TCP 數(shù)據(jù)包形式送到。另一種是通過GSM信道以短信數(shù)據(jù)包形式送到。
前置機(jī)取得數(shù)據(jù)后，處理數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)添加到本地?cái)?shù)據(jù)庫和WEB服務(wù)器的SQL-SERVER數(shù)據(jù)庫中。WEB服務(wù)器將數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理并發(fā)布，本地局域網(wǎng)上的機(jī)器可通過WEB服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽、查詢。物理上前置機(jī)和數(shù)據(jù)庫和WEB服務(wù)器通過交換機(jī)相連。通過水文專用網(wǎng)絡(luò)將分局接收到的數(shù)據(jù)定時(shí)同步到省局，并添加到省局統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。
2.1.2 遙測(cè)站結(jié)構(gòu)
遙測(cè)站由遙測(cè)終端機(jī)（RTU）、現(xiàn)代化信息采集裝置、數(shù)據(jù)傳輸裝置、遙測(cè)供電設(shè)備四部分組成。
1、遙測(cè)終端機(jī)：遙測(cè)終端RTU連接到采集裝置，將采集裝置采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
2、現(xiàn)代化信息采集裝置：可由水位計(jì)、雨量計(jì)、風(fēng)向風(fēng)速傳感器等各種智能傳感器組成，功能是對(duì)所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并將采集結(jié)果傳送給遙測(cè)終端機(jī)。
3、數(shù)據(jù)傳輸裝置：GPRS/GSM無線數(shù)據(jù)通信終端。
4、遙測(cè)供電設(shè)備：由太陽能電池板、太陽能充電控制器和蓄電池三部分組成，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)遙測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行智能供電。
遙測(cè)站利用遙測(cè)終端機(jī)（RTU）和信息采集裝置對(duì)雨量、水位點(diǎn)等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)和傳輸控制后，通過GPRS/GSM通信終端與數(shù)據(jù)傳輸信道連接，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送至中心站，完成對(duì)水位、雨量和其它水文數(shù)據(jù)的采集和傳輸。



2.1.3分中心結(jié)構(gòu)
分中心是國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)中水情信息接收、處理、上報(bào)分發(fā)的最基層單位，也是計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，決策支持系統(tǒng)四級(jí)體系（中央、流域機(jī)構(gòu)、?。▍^(qū)、市）、地（市）中的最低層。
分中心由服務(wù)器、UPS供電部分、GPRS/GSM通信接收終端等組成。
中心站通過安裝在服務(wù)器的應(yīng)用軟件系統(tǒng)（遙測(cè)應(yīng)用平臺(tái)軟件）對(duì)遙測(cè)站傳輸來的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、糾錯(cuò)和合理性檢測(cè)后存入數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過分析處理供相關(guān)人員查詢、統(tǒng)計(jì)、顯示和打印，形成預(yù)報(bào)調(diào)度方案，最終通過共享方式提供給管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)和調(diào)度決策。
系統(tǒng)分中心功能具體包括如下幾個(gè)方面：
1.收集所有測(cè)站的數(shù)據(jù)，并自動(dòng)入庫、備份；
2.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)；
3.遠(yuǎn)程管理遙測(cè)終端；
4.可以實(shí)現(xiàn)單站或多站召測(cè)；
5.數(shù)據(jù)庫本地查詢
6.主管人員遠(yuǎn)程查詢中心站數(shù)據(jù)
7.數(shù)據(jù)整編、數(shù)字顯示、報(bào)圖報(bào)表
8.測(cè)站監(jiān)控功能
9.系統(tǒng)告警指示
10.遠(yuǎn)程寫庫功能；
11.遠(yuǎn)程提取固態(tài)數(shù)據(jù)；
12.故障后的數(shù)據(jù)恢復(fù)功能；
13.數(shù)據(jù)維護(hù)（人工填補(bǔ)數(shù)據(jù)等）
14.站點(diǎn)管理（改變屬性、配置參數(shù)、站點(diǎn)增減）
分中心站接收GPRS/GSM通信終端傳送來的數(shù)據(jù)有兩種方式：
1.GPRS數(shù)據(jù)接收模式。
2.GSM短消息接收模式。
兩種數(shù)據(jù)接收方式如圖所示：



2.2 設(shè)備應(yīng)用設(shè)計(jì)
2.2.1 遙測(cè)終端機(jī)RTU
遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端，又叫遙測(cè)采集終端，推薦采用深圳市鴻和達(dá)電子有限公司和北京燕禹合作的YCZ-2A-101型數(shù)據(jù)終端。該型號(hào)終端已在國內(nèi)幾十個(gè)水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，實(shí)踐證明其性能可靠，符合“國家防汛指揮抗旱指揮系統(tǒng)一期工程水情分中心初步設(shè)計(jì)指導(dǎo)書”的要求。
YCZ-2A-101遙測(cè)終端機(jī)是以高性能微控制器為核心，具有眾多傳感器I/O接口和多個(gè)通信接口，集數(shù)據(jù)采集、顯示、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)等功能于一體的高性能遙測(cè)數(shù)字終端設(shè)備。
YCZ-2A-101遙測(cè)終端機(jī)可以通過有線(PSTN、專線等)、無線（短波、超短波、微波）、GPRS/GSM移動(dòng)通信網(wǎng)及衛(wèi)星通信（海事衛(wèi)星、VSAT、全線通、全球通、北斗衛(wèi)星）等通信組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)高效可靠的數(shù)據(jù)傳輸，完成數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)以及傳輸?shù)热蝿?wù)，并可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理。
該設(shè)備具有如下特點(diǎn)：
按國家防汛指揮系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)
三個(gè)RS-232C通訊口
具有主備信道自動(dòng)切換機(jī)制
固態(tài)存儲(chǔ)器遠(yuǎn)程、本地提取
可以發(fā)送人工觀測(cè)數(shù)據(jù)
RTU遠(yuǎn)程管理
預(yù)留智能接口，可接入智能傳感器
本地顯示雨量、水位、電池電壓
低功耗（小于3毫安）




2.2.2 GPRS/GSM無線數(shù)據(jù)通信終端
在水文監(jiān)測(cè)、自來水、氣象、石油管道、煤氣管道、交通、移動(dòng)通信、電力設(shè)備監(jiān)測(cè)等方面，因?yàn)榉植键c(diǎn)零散，每個(gè)點(diǎn)設(shè)備不多，所以對(duì)這些設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)一直是難以解決的難題，鋪設(shè)線路成本高、維護(hù)費(fèi)用高、不易調(diào)整。
本解決方案的通信系統(tǒng)主要采用宏電H7118 GPRS DTU為主的無線數(shù)據(jù)通信終端為用戶提供高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶摂M專用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，可以在此基礎(chǔ)上做任何數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，而且按數(shù)據(jù)流量計(jì)算運(yùn)行費(fèi)用，運(yùn)行成本低，無須對(duì)傳輸平臺(tái)維護(hù)。
GPRS/GSM通信終端嵌入了TCP/IP協(xié)議，與RTU接口采用RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口，與RTU的通信協(xié)議采用AT指令，不但可以很方便地在GPRS和GSM信道上進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而且測(cè)試簡(jiǎn)單方便，性能穩(wěn)定，利于維護(hù)。
終端首先選擇GPRS方式傳送數(shù)據(jù)，如不成功就通過短信方式傳送。


H7118 GPRS DTU主要功能：

1. 使用方便、靈活、可靠
2. 支持雙頻GSM/GPRS
3. 符合ETSI GSM Phase 2+標(biāo)準(zhǔn)
4. 數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線
5. 支持A5/1&A5/5加密算法
6. 透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換
7. 支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)
8. 支持多數(shù)據(jù)中心
9. 支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、中心對(duì)多點(diǎn)對(duì)等數(shù)據(jù)傳輸
10. 短消息數(shù)據(jù)備用通道(選項(xiàng))
11. STK卡特殊功能配置
12. 支持RS-232/422/485或以太網(wǎng)接口
13. 支持音頻接口，方便維護(hù)操作
14. 系統(tǒng)配置和維護(hù)接口
15. 通過X modem協(xié)議進(jìn)行軟件升級(jí)
16. 支持圖形界面遠(yuǎn)程配置與維護(hù)(由數(shù)據(jù)中心集中管理)
17. 自診斷與告警輸出
18. 抗干擾設(shè)計(jì)，適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用需求
19. 極好的低溫和高溫工作性能(-30~+70oC)
2.2.3 供電設(shè)備
遙測(cè)系統(tǒng)供電設(shè)備由太陽能電池板、蓄電池、太陽能充電保護(hù)器三大部分組成。
遙測(cè)系統(tǒng)中，遙測(cè)站大多地處邊遠(yuǎn)山區(qū)，由于農(nóng)網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，而且得不到連續(xù)供電的保證，因此不宜使用交流供電方式。
為了保證遙測(cè)設(shè)備供電正常，所有遙測(cè)站推薦采用太陽能電池板浮充免維護(hù)蓄電池供電的方式，足夠保證遙測(cè)站設(shè)備正常工作。
綜合考慮遙測(cè)站平均日照、功耗、太陽能電池充電電流、負(fù)載相關(guān)系數(shù)以及電池充電安全系數(shù)，遙測(cè)系統(tǒng)供電設(shè)備將系統(tǒng)遙測(cè)站太陽能電池板功率配置為20W，蓄電池容量配置為24AH，通過太陽能充電保護(hù)器的控制，無論是哪種綜合遙測(cè)站，均可保證5天內(nèi)將蓄電池充滿，亦可保證陰雨30-50天情況下，遙測(cè)站設(shè)備運(yùn)行正常。
2.2.4傳感器
傳感器主要依據(jù)需要采集數(shù)據(jù)類型來定。比如需要采集雨量數(shù)據(jù)選擇雨量計(jì)，水位數(shù)據(jù)選用水位計(jì)等。
詳細(xì)的傳感器設(shè)備選型要從技術(shù)可靠性、運(yùn)行費(fèi)用、建設(shè)成本等方面進(jìn)行綜合考慮。
2.3遙測(cè)應(yīng)用平臺(tái)軟件
中心站測(cè)報(bào)軟件推薦鴻和達(dá)-水文遙測(cè)信息平臺(tái)軟件V2.1版本。由于該軟件符合《鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》和《軟件產(chǎn)品管理辦法》的有關(guān)規(guī)定，經(jīng)過深圳市軟件評(píng)測(cè)中心根據(jù)《信息技術(shù)軟件包質(zhì)量要求和測(cè)試》（GB/T17544-1998）評(píng)測(cè)合格，由深圳市科技和信息局于2005年10月26日頒發(fā)了《軟件產(chǎn)品登記證書》。
該軟件成功在多個(gè)水文水情信息采集遙測(cè)項(xiàng)目中應(yīng)用，并獲得用戶的一致好評(píng)。
2.3.1軟件構(gòu)成
綜合考慮中心軟件的需求和軟件的可靠行、可擴(kuò)展性、實(shí)用性，提出以數(shù)據(jù)庫為核心的遙測(cè)信息平臺(tái)解決方案。
總體結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。



遙測(cè)信息平臺(tái)軟件由模塊化可以配置的通信值守和監(jiān)控、遠(yuǎn)程管理和固態(tài)取數(shù)、數(shù)據(jù)庫維護(hù)和文件傳輸、信息查詢服務(wù)四個(gè)模塊組成。
1、通信值守和監(jiān)控進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)入庫 ：
•通過數(shù)字專線或GSM/GPRS兼容模塊，實(shí)時(shí)接收測(cè)站的水雨情數(shù)據(jù)
•對(duì)信息進(jìn)行解碼并進(jìn)行合理性檢查、分門別類將各種數(shù)據(jù)入庫
•根據(jù)遙測(cè)站采集設(shè)備工作狀況及數(shù)據(jù)，分析遙測(cè)站的工作狀況，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視
2、遠(yuǎn)程管理和固態(tài)取數(shù)完成遠(yuǎn)程讀取和設(shè)置終端參數(shù)、遠(yuǎn)程提取固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
•遠(yuǎn)程向遙測(cè)站下發(fā)指令，命令遙測(cè)站批量上傳固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或修改遙測(cè)站參數(shù)
•將遙測(cè)站傳來的固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)處理成相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式，形成文本文件
•終端信息管理
•將本地存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)水雨情數(shù)據(jù)整理為固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件形式
3、數(shù)據(jù)庫維護(hù)和文件傳輸完成本地?cái)?shù)據(jù)庫的維護(hù)和數(shù)據(jù)文本文件的遠(yuǎn)程傳輸
•提供正點(diǎn)、加報(bào)數(shù)據(jù)按時(shí)自動(dòng)傳送到省水情中心
•本地?cái)?shù)據(jù)庫的維護(hù)
4、信息查詢修改服務(wù)
•提供本地查詢和統(tǒng)計(jì)管理功能，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、整點(diǎn)數(shù)據(jù)、水雨情加報(bào)、測(cè)站工作狀況、通信暢通率
•提供遙測(cè)站屬性、參數(shù)管理功能，站點(diǎn)增減功能
•提供人工填補(bǔ)數(shù)據(jù)功能
•可以直接在局域網(wǎng)內(nèi)查詢遙測(cè)數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)
2.3.2軟件實(shí)施功能
通過本軟件不但實(shí)現(xiàn)了水文數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、遠(yuǎn)程傳輸、處理如庫，滿足水情報(bào)汛的要求；而且在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程修改測(cè)站運(yùn)行參數(shù)和通訊參數(shù)；實(shí)現(xiàn)了通過自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)，保證所有測(cè)站數(shù)據(jù)10分鐘收集到分局，15分鐘匯集到省局的要求；而且數(shù)據(jù)到分局和省局的時(shí)間都有提前。
1、總體上建立了以省局為中心的一體化信息系統(tǒng)
2、提供了各分局自動(dòng)控制本轄區(qū)水雨情采集的操作平臺(tái)
通過通信監(jiān)控前置機(jī)，自動(dòng)采集所有測(cè)站的水雨情信息并按照設(shè)定的工作方式發(fā)送到中心；可以對(duì)所有運(yùn)行測(cè)站進(jìn)行測(cè)站運(yùn)行參數(shù)設(shè)置，控制測(cè)站的運(yùn)行；可以通過GPRS信道遠(yuǎn)程自動(dòng)同時(shí)提取所有遙測(cè)站的歷史固態(tài)數(shù)據(jù)。
2.3.3設(shè)計(jì)和應(yīng)用的先進(jìn)性
通過項(xiàng)目的實(shí)施達(dá)到和超過了招標(biāo)文件的要求，得到了比預(yù)期還要好的效果。這主要得益于在軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)階段，針對(duì)系統(tǒng)的特點(diǎn)采用了成熟和高可靠性的技術(shù)和設(shè)計(jì)方法。
1、高可靠性設(shè)計(jì)
通過環(huán)境可靠性設(shè)計(jì)、應(yīng)用軟件自身可靠性設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)可靠性、固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性等綜合考慮保證了系統(tǒng)整體運(yùn)行的高度可靠性。其中環(huán)境可靠性設(shè)計(jì)運(yùn)用了軟硬件的容余設(shè)計(jì)，環(huán)境防毒、防攻擊設(shè)計(jì)；應(yīng)用軟件自身可靠性設(shè)計(jì)應(yīng)用了軟件本身的錯(cuò)誤處理機(jī)制和監(jiān)控運(yùn)行機(jī)制；固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性運(yùn)用了數(shù)據(jù)補(bǔ)發(fā)保證、本地遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)互備份機(jī)制；
2、動(dòng)態(tài)鏈接庫、多線程和線程同步、內(nèi)存共享技術(shù)
動(dòng)態(tài)鏈接庫應(yīng)用方便代碼的復(fù)用、方便通信模塊的修改和升級(jí)；多線程和線程同步的應(yīng)用保證了復(fù)雜的通訊過程的實(shí)現(xiàn)；內(nèi)存共享技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)短時(shí)間的同步交互。
3　GPRS/GSM通信技術(shù)在水利數(shù)據(jù)遙測(cè)中的應(yīng)用價(jià)值
3.1從投資成本上來看
目前應(yīng)用的遙測(cè)系統(tǒng)一般都需要組建專門的通信網(wǎng)絡(luò)，覆蓋范圍大的可能還要加多級(jí)中繼，建設(shè)成本和建設(shè)周期相當(dāng)大。而如果應(yīng)用GPRS/GSM通信技術(shù)來傳輸數(shù)據(jù)，只需要一個(gè)GPRS/GSM通信終端模塊就可以了，數(shù)據(jù)的傳輸和傳輸質(zhì)量全由GSM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商來保證，可以節(jié)約建設(shè)成本和建設(shè)周期。
GPRS/GSM通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)，由于電信部門的網(wǎng)絡(luò)相對(duì)水利系統(tǒng)是透明的，所以水利系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就變得簡(jiǎn)單，這樣就便于自動(dòng)測(cè)報(bào)網(wǎng)絡(luò)投入使用后的維護(hù)和維修工作，節(jié)約維護(hù)和維修成本以及網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營成本。
通信費(fèi)用低廉。雖然利用GPRS/GSM通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)遙測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸有需要收取通信費(fèi)用的缺點(diǎn)，但相對(duì)來說，它的通信費(fèi)用是相當(dāng)?shù)土摹?
綜合考慮整個(gè)工程的投入，那么用GPRS/GSM通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綄⒛軓墓こ痰慕ㄔO(shè)、維護(hù)、維修等各個(gè)方面節(jié)約很多成本。
3.2提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性、可移植性、可靠性
穩(wěn)定性：對(duì)于遙測(cè)系統(tǒng)中的自動(dòng)化通信設(shè)備來說，由于其所處的地理環(huán)境，防雷一直是一個(gè)十分頭痛的問題，即使增加了許多防雷設(shè)備和器件，這些設(shè)備還是經(jīng)常遭雷擊。使用GPRS/GSM通信網(wǎng)絡(luò)及GPRS/GSM通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)水利數(shù)據(jù)遙測(cè)可以省去了一些常用的通信設(shè)備，所以防雷問題也就不會(huì)那么突出。
靈活性：由于傳輸短消息的GPRS/GSM通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國，這可以使得水情自動(dòng)測(cè)報(bào)的范圍也很大，遙測(cè)站的數(shù)目可任意擴(kuò)充。對(duì)于一些覆蓋地域比較廣的遙測(cè)系統(tǒng)來說，用GPRS/GSM通信技術(shù)來傳輸數(shù)據(jù)就有更大的優(yōu)勢(shì)。
可靠性：采用GPRS/GSM通信技術(shù)來進(jìn)行傳輸后，通信信道的信噪比、誤碼率等通信的性能指標(biāo)都可以由GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)和通信協(xié)議得到保證，可以免去很多數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)校驗(yàn)、檢錯(cuò)、糾錯(cuò)工作，數(shù)據(jù)通信的可靠性可以得到提高。
可移植性：除了應(yīng)用于固定遙測(cè)站的水利遙測(cè)信息傳輸外，GPRS/GSM通信技術(shù)作為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的通信業(yè)務(wù)之一，更能應(yīng)用于迅測(cè)等流動(dòng)遙測(cè)站的信息傳輸，而這一切的實(shí)現(xiàn)不需要增加任何通信設(shè)備。
4　結(jié)束語
綜合上述分析，以GPRS/GSM通信系統(tǒng)的傳輸遙測(cè)站與中心站之間的測(cè)量數(shù)據(jù)，無論在系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性、可移植性、可靠性，還是在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本上都比現(xiàn)在應(yīng)用的測(cè)報(bào)通信系統(tǒng)有更大的優(yōu)勢(shì)，因而具有很廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
除此以外，在汛期期間，中心站還可以以手機(jī)短信形式向行政首長發(fā)布重點(diǎn)水庫、重要水文站每日8時(shí)水情與重大天氣形勢(shì)信息，為有關(guān)各級(jí)防汛決策和指導(dǎo)抗洪搶險(xiǎn)提供可靠的依據(jù)。如遇重大天氣形勢(shì)變化，手機(jī)短信發(fā)至沿各縣、鄉(xiāng)級(jí)政府主要負(fù)責(zé)人，采取一些措施，做好防洪的準(zhǔn)備，可以避免災(zāi)情所造成的損失。
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