鄭建民 楊禎祥

摘 要：針對實際情況，分別總監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計、水文監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計、軟件設(shè)計以及監(jiān)控中心設(shè)計等幾個方面，具體探討了基于GPRS的遠程水文水資源信息系統(tǒng)相關(guān)問題，希望對于今后的監(jiān)測水文水資源工作具有一定幫助。

關(guān)鍵詞：GPRS；水文資源；水文監(jiān)測系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計

對于水文水資源信息監(jiān)測系統(tǒng)來說，就是利用相應的通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息網(wǎng)絡技術(shù)等先進技術(shù)，進行有效集成和整合，能夠?qū)崟r監(jiān)控相應的河流或者水庫的流量、降雨量、土壤墑情、鋒利水位以及水質(zhì)等參數(shù)，具體來說能夠包括有效的數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸?shù)饶K功能，具備有效預測洪澇災害發(fā)生，并利用有效資源的功能。

一、基于GPRS的遠程水文水資源信息

（一）監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計。對于GPRS傳輸來說，相比于GSM的撥號傳輸以及電路交換數(shù)據(jù)來說，這種方式能夠具備更快的傳輸速度以及較低的傳輸成本，還能對于互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)較好的兼容。另外，其計費方式則是根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量進行，進行有效的數(shù)據(jù)傳送過程才占用一定的頻寬，這就說明了GPRS模式一方面能夠滿足大數(shù)據(jù)量傳輸工作，也能有效實現(xiàn)突發(fā)性、少量以及間隔性的數(shù)據(jù)傳輸。

在整個方案的設(shè)計過程中，一定要從先進性、經(jīng)濟性、可靠性以及實用性等方面考慮，從實際情況出發(fā)，充分考慮相應的傳感器選擇中的濕度、氣壓以及溫度的影響，還包括具體的波浪抑制、防止雷電措施等方面，其中，包括的數(shù)據(jù)自動采集、被動查詢以及監(jiān)控中心遙測等幾部分。

1.數(shù)據(jù)自動采集。在此模塊中，主要對于水文氣象參數(shù)進行采集，具體包括區(qū)域中的降雨量、流量、風力以及水位等，利用監(jiān)測終端，能夠保證通過光纜，將采集到的水位傳感器、雨量傳感器等數(shù)據(jù)，有效在終端機的存儲器中進行存儲，然后，利用光纜進行傳輸?shù)酵ㄐ拍K，發(fā)送給監(jiān)控中心，能夠利用有效的算法，進行分析和計算，在水文數(shù)據(jù)庫中進行結(jié)果數(shù)據(jù)的保存，方便進行有效的查詢和調(diào)用工作。

2.數(shù)據(jù)的被動查詢。在此模塊中，利用服務器（監(jiān)控中心），把具有一定格式的編碼指令向終端機發(fā)出，能夠保證對于當前的或者歷史的檢測的數(shù)據(jù)進行有效查詢工作，可以實現(xiàn)一個或者多個的查詢，能利用監(jiān)控中心的控制系統(tǒng)以及相應的軟件實現(xiàn)。

3.監(jiān)控中心遙測。所謂的監(jiān)控中心遙測功能，就是利用服務器端，能夠?qū)τ贒T（終端機）發(fā)送特定指令，實現(xiàn)喚醒或者關(guān)閉一定的傳感器的工作，或者進行工作狀態(tài)查詢、工作頻率查詢以及遠程參數(shù)修改等工作，還能有效保證查詢和重新配置GPRS通信模塊參數(shù)。對于有效監(jiān)控終端機的能力，服務器端（遠程監(jiān)控中心）則是依靠其自身配備的軟件的穩(wěn)健性。

（二）水文監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計。

1.數(shù)據(jù)采集模塊。被測量的對象則是由傳感器所感知，然后，能夠?qū)⑾嚓P(guān)的信息進行有效的轉(zhuǎn)化，并進行電信號或者機械信號的輸出，其中，降雨量以及水位則是在進行數(shù)據(jù)采集中的兩個水文參數(shù)。者選擇的翻斗式雨量傳感器，具有精度高，結(jié)構(gòu)簡單，壽命長、穩(wěn)定性強等特點，一般精度則是對于0.01一6mm /min雨強范圍的誤差能夠控制在±2%，還采用具有性能水平較高的浮子式水位計。

2.主控制器模塊。主控器模塊則是可以看作為系統(tǒng)的最為核心的內(nèi)容，直接影響這系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性，主要能夠?qū)崿F(xiàn)的功能包括通信、存儲、顯示、采集以及處理等。

3.GPRS通信模塊。在此模塊中，主要包括的硬件設(shè)備為電話卡、DTU設(shè)備以及DTU的供電設(shè)備，在供電設(shè)備中，具體包括電纜、蓄電池、太陽能板、變壓器等，利用此模塊，主要能夠把串口數(shù)據(jù)進行有效轉(zhuǎn)化為TCP /IP數(shù)據(jù)包，這樣就能夠在互聯(lián)網(wǎng)以及通信網(wǎng)上進行有效的傳輸，然后到遠程的監(jiān)控中心。

（三）水文監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計。在設(shè)計水文監(jiān)測系統(tǒng)硬件的基礎(chǔ)上，應該保證具有完善的軟件系統(tǒng)，才能保證系統(tǒng)的有效運行。其中，軟件中能夠?qū)崿F(xiàn)的功能主要包括屏幕顯示、鍵盤操作、數(shù)據(jù)的通信、存儲等功能，還包括對于水位信息采集工作，包括上報安全水位、超限水位、歷史水位的查詢等，以及雨量信息采集等功能。

（四）水文監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)控中心設(shè)計。監(jiān)控中心可以看作為整個系統(tǒng)中最為核心的部件，主要功能包括下達命令，還有接受終端傳輸?shù)男畔⒌取Ｔ诰W(wǎng)絡接入方面，應該注意采用較高的安全性的專網(wǎng)接入，在這種方式下，應該通過當?shù)匾苿油ㄐ殴荆M行DDN專線的申請，以便連接GPRS網(wǎng)絡，滿足遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

在具備網(wǎng)絡條件的基礎(chǔ)上，還應該在監(jiān)控中心配備有效的軟件，并安裝在服務器上，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理及分析、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢等功能，這樣就能保證數(shù)據(jù)管理工作的高效運行，具體的管理功能包括：資料綜合查詢、用戶權(quán)限管理、DTU管理以及數(shù)據(jù)分析處理等。

二、結(jié)語

所以，利用GPRS通信技術(shù)，水文水資源信息監(jiān)測系統(tǒng)能夠滿足在惡劣工況下工作的條件，有效保障高效、低功耗的穩(wěn)定運行，能夠給水資源的科學管理提供有效的決策依據(jù)，具有較強的現(xiàn)實意義。

參考文獻

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作者簡介：鄭建民（1965.09- ），男，工程師，黃委河南水文水資源局；楊禎祥（1986.06- ），男，助理工，黃委河南水文水資源局。