GPRS通信技術在水文自動測報系統中的應用

馮公偉

(新疆庫爾勒水文水資源勘測局，新疆庫爾勒841000)

1 GPRS通信技術在水文自動測報系統中的應用優勢

1.1 具有后臺服務功能，實時在線

GPRS可隨時保持網絡連接，并且有后臺服務功能，不需要每次數據傳輸都重新呼叫連接。GPRS連接之后，一直在線，只要無線終端開機，就會和GPRS網絡建立連接，只需一次激活過程，就會登錄網絡，時間迅速快捷，一般2～3 s就可以完成連接。不需要等待，可以同時接收多個數據，做到同步處理，能夠有效地滿足系統對數據收集和傳輸的及時性要求[1]。

1.2 GPRS監測范圍廣，覆蓋面積大

網絡采用的是GPRS無線移動通信技術，這就使監測點不用受通信線路和地區的限制。目前，GPRS的無線網絡覆蓋面積已經到達大部分地區，很少有無線網絡的盲區，因此，可以大范圍的進行無線網路的運用，從而滿足水文監測范圍廣的要求，同時，無線網絡的覆蓋面積還在擴大。

1.3 傳輸量大

在對水文監測時，為了更好更全面地了解水文情況，設立的監測點較多，為了滿足對突發性數據的傳輸要求，每一個監測點要做到實時和水文自動測報系統連接、傳輸。這就需要大量數據的同時傳輸。GPRS無線通信技術集合了IP、X2.5和ITU等技術，并依托GSM的無線分組交換網，所以能同時進行多個數據的傳輸，有效地解決了水文監測中的這一難題。

2 GPRS通信技術在水文自動測報系統中的應用

2.1 GPRS通信技術的總體應用

水文自動測報系統中，GPRS通信技術的運用，需要各遙測站配備GPRS數據傳輸功能的通信模塊及具有GPRS業務的SIM卡，GPRS通信網結構圖見圖1。

圖1 GPRS通信網結構圖

測站的通信模塊通電作業后，就會自動登錄到GPRS的移動通信網絡，然后自動撥號，遙測站和互聯網進行連接，連接成功后，就可以進行數據的傳輸[2]。GPRS通信技術在水文自動測報系統中一般是自報式或混合式的工作模式，移動公司一般會給遙測站的通信模塊分配動態的IP地址，然后在中心站設立具有接收遙測站數據功能的通信模塊，并和移動中心相連。

2.2 GPRS通信技術在水文自動測報系統中的組成部分

2.2.1 遙測站

遙測站主要是對一定區域內水文情況的自動采集，并將取得的數據經過簡單的處理，然后進行數據的傳輸。RTU和收發信機是遙測站的主要設備，RTU主要負責對反應水文情況的一些具體水文參數的采集，然后進行預處理、儲存。收發信機就是對RTU處理儲存的數據進行發送，還有對系統監控中心的信息的接收。

2.2.2 GPRS通信網絡

現在，在水文自動測報系統中使用的通信網絡都是采用移動公司已經鋪設好的網絡，不用重新鋪設，只需要在移動公司建立一個系統中心站就可以使用了。

2.2.3 系統中心站

系統中心站通過移動互聯網連接移動中心。主要分透明和不透明兩種方式。透明接入，可以不用進行網絡認證，可由移動用戶代替簽權，這樣會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，如果水文移動運營商是GPRS運營商的話，可以采用這種方式，速度快，投資少。另外，就是不透明接入，這就需要網絡認證，相對較慢。

2.3 具體工作流程

水文自動測報系統由中心站、中繼站和遙測站組成。其中遙測站主要完成對水情參數傳感器數據的采集、存儲并通過超短波，或衛星、或有線電話、或無線電話等信道向中心站(或中繼站)傳送數據，一般安裝在野外，由遙測終端機、天線、饋線、避雷器、無線電發射機(電臺或衛星終端)、太陽能電源板、蓄電池、流量傳感器、水位傳感器、外筒等組成。遙測站可選裝人工置數儀和長期固態存儲器。遙測站采用定時和增量自報方式向中心發送數據。水文自動測報系統的中心站用來接收遙測站(或經中繼站轉發)傳送來的數據，并可對數據進行存儲、處理、顯示和分析，通過數據庫和應用軟件實現防汛調度需求，一般設在防汛調度中心。中心站由接收天線、饋線、避雷器、無線接收機(電臺)、解碼器、工業控制計算機(或PC)組成。GPRS通信技術在水文自動測報系統中的應用，主要包括了相關的數據遙測終端、通信平臺、分中心3部分。

2.3.1 終端遙測的工作流程

數據遙測終端是RTU終端通用的設備，采用的是模塊化的設計，多核微處理技術。具有多重的抗干擾性、防護技術的保證，同時低功耗的設計，有效地降低了系統的維護成本。數據遙測終端可以連接多種傳感器，包括水位計、雨量計、風向等，此外，還支持多種通信方式，像有線寬帶、GPRS、GSM短信等，數據遙測終端以太陽能為動力，可以保證無人看管長期運行，并且可以配備多種模塊化的結構，適應多種情況，因此，廣泛的應用于水文監測。

2.3.2 水利通信平臺

水利通信平臺擁有多種數據接口，能夠接收短信、GPRS、網絡透傳等。從通信平臺的系統功能分析，水利通信平臺的特點:①傳輸速度高。②傳輸的質量較高。用戶間固定的連接，大量的光纖系統，并且時間延限小。③工作協議簡單。運用的是交叉連接技術和復用技術，本身不受約束，面向數據用戶，呈現透明性。④連接方式靈活。支持多種業務，可以和用戶網絡及終端設備連接。⑤電路可靠性能高。⑥運行管理簡便。

2.3.3 分中心

分中心通過外網和內網的數據分發器對水利通信平臺的數據進行讀取。

3 結語

以上本文對GPRS通信技術在水文自動測報系統中的應用優勢和具體措施，進行了分析，以此可以明確地了解水文自動測報系統對GPRS通信技術應用的要性。但是關于如何在水文自動測報系統中對GPRS通信技術優勢，進一步充分地進行發揮，還需要廣大研究人員加大研究。

[1]周妍.GPRS網絡及在水文自動測報系統中的應用綜述[J].黑龍江水利科技，2011，39(05):116 －117.

[2]鄒源盛.GPRS在水文自動測報系統中的應用[J].中國科技縱橫，2013(01):42－43.