GPRS通信技术在张峰水库水情自动测报系统中的应用

摘要:针对张峰水库对数据传输实时性、周期性的要求,介绍了一种基于GPRS技术的水情自动测报系统。本文在讨论水情自动测报系统设计的基础上,详细阐述了系统组成、使用设备及功能、系统技术指标及信道可靠性设计,为水情自动测报系统的实施奠定了技术基础。实践证明,该系统具有组网简单、可靠性高、易于扩展、经济适用等特点。
　　关键词:GPRS 通信技术 水情自动测报系统
　　
　　山西省张峰水库距晋城市城区90km,水库控制流域面积4990km2,设计总库容3.94亿m3,该水库对于改善城市用水条件,缓解水资源缺乏和地下水严重超采的局面具有十分重要的作用。张峰水库水情自动测报系统采用现代信息采集技术、通信技术、计算机网络技术、信息处理技术逐步建成覆盖整个库区的水情测报速报系统,达到信息源布局合理,信息采集、传输、处理手段先进实用、高效可靠,在省、市、县实现动态测报和实时报警,在20分钟内完成所有水情自动测报站信息的收集处理。
　　1 系统总体设计
　　1.1 系统组成 根据张峰水库水雨情自动测报的需求,系统组成如图1所示。
　　1.2 水雨情自动测报系统 水雨情自动测报系统建设水位、雨量自动测报站,通过雨量计、雷达水位计和数据采集终端实现水雨情数据的实时、自动采集,为防汛调度提供基础数据。对其它没有自动采集的信息,利用标准水情编码通过人工置数进行数字化自动传输。
　　张峰水库水情自动测报系统水情遥测站网共改建遥测站点21个,其中水位雨量站点4个,雨量站点17个。遥测站主要由传感器(雨量计、水位计)、通信终端、遥测终端机、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池等组成。
　　1.2.1 雨量站 雨量站组成如图2所示。
　　1.2.2 雨量水位站 雨量水位站组成如图3所示。
　　对于四个水位雨量站,水位计安装位置距雨量测报站RTU在100米之内的`使用有线短距离传输,将水位雨量站合一;若水位计安装位置较远的将水位、雨量分开进行建设。
　　1.3 通信网络系统
　　1.3.1 通信网络设计 张峰地域范围较大,地形也较复杂,因此本系统中信息采集点和分中心站之间采用GPRS(通用分组无线业务)和PSTN(公共交换电话网)通信方式,选用GPRS作为主信道,PSTN为备用信道。分中心站至中心站采用租用SDH(同步数字系列)光纤网络连接,局域网采用百兆以太网交换技术,结合路由设备构建内联广域网。
　　1.3.2 数据传输 中心站按照《国家防汛指挥系统设计大纲》要求,建立标准雨水情数据库。不仅是中心站局域网范围内可以共享数据资源,而且中心站与省防办之间也可以通过广域网方便快捷地进行数据的远程查询、相互传输,实现数据资源共享,以充分发挥系统的防汛效益。
　　数据传输格式满足以下要求:①数据发送格式采用异步串行通讯,数据格式应满足水利自动测报系统规范的要求,即发送数据格式具有站号、采集发送时间、雨量(累计雨量、当日雨量)水位等;②实时时标(时、分);③带测报站地址及中心站(或分中心站)地址;④带多个路由;⑤可表示多种数据类型;⑥具备高性能的检错能力;⑦可区分实际数据和测试数据;⑧支持多种通信方式。
　　1.3.3信息流程张峰水库水雨情自动测报系统测报站信息发送流程如图4所示。
　　1.3.4 系统工作体制系统工作体制采用自报和自报-确认相结合的工作体制, 即报汛站主动随机式向中心站发送信息, 中心站给遥测站回答数据接收是否正确