水庫自動雨情系統的改進

摘 要：雨情系統是一種可以將各個待測雨量站的雨量信息實時地傳回中心站計算機，并將這些信息分類存儲整理，方便以后查詢的系統，這些數據是水庫防洪度汛決策的依據。短信雨情自動系統是在以前老式雨情自動系統的基礎上不斷改進發展而成的。

關鍵詞：水庫防洪；老式雨情系統；短信雨情系統

1 老式雨情系統的缺點

（1）老系統信息傳輸是通過大功率無線電臺和大功率中繼構成，所以這些電臺必須配置高架室外天線，這就有個缺點，在雷雨天氣很容易遭雷擊。這是一個長期困擾我們的難題。

（2）因為老測站都必須配備高架室外天線，所以機動性差，移站相對比較困難。這套系統是在20多年前配置的。經過20多年的變遷，上游河道發生很大的變化（比如河道淘金、磁選礦、阿塔山水庫的興建），河道情況發生很大的變化，所以我們的雨量站也應該做相應的調整，阿塔山水庫建成，阿塔山上游的雨量站（大廟、北五塔）基本上沒有意義了。而最近幾年出水比較頻繁的白彥溝流域卻沒有一個測站。雨量站的重新分布已經是一個不可回避的問題。

（3）系統老化出錯率高，而且維修困難，以前經常遇到一些問題，比如上游已經確認有雨量而我們的測站卻沒有反應，把這些電臺拿回來重新測試一切正常，又找不出原因，這些設備是專用設備，在本地維修不了，必須去其生產地進行維修，費用比較大，而且有的問題也無法根治。

2 雨情自動系統的總體思路

針對以上這些問題通過對當前一些雨情系統的了解，收集資料，比較分析進而確定了雨情自動系統的總體思路。

（1）新雨情系統是通過手機短信來傳遞雨量信息，現在的手機移動信號非常好，測站都沒有盲區。手機信號無需配置大功率室外高架天線，有效地避免了雷擊，新系統已經運行兩年，無一次雷擊現象發生。

（2）測站無需配備高架室外天線，這就使移站變得非常容易，像手機一樣可以很輕松地在任何一個有手機信號的地方建站，新系統已經將阿塔山水庫上游的大廟、北五塔雨量站取消。在白彥溝流域的阿路包頭和水庫西面的康村五分子恢復了兩個測站。

（3）由于使用的是手機信號，所以可靠性非常高，系統只需考慮信號的發射和接收，而無需考慮信號的中間環節，從而使系統的維護成本大大降低，可靠性大大提高。前方雨量站由雨量短信發出，而中心站的電腦由于種種原因沒有打開或死機，像原來的舊系統中的部分雨量就會丟失。新系統是通過雨量短信來傳輸雨量信息，就像手機一樣，當手機處于關機狀態時是收不到短信的，但這些短信也不會丟失，當開機的時候這些短信就會重新發到手機上，雨情短信和這個道理一樣，可靠性非常高。

3 短信雨情系統的組成

短信雨情系統由各個雨量站和中心站組成。

3.1 雨量站

雨量站由供電部分、雨量采集傳感器、單片機控制電路、短信發射模塊四個部分組成。

（1）供電模塊是由12伏45安時的蓄電池和功率為5瓦的太陽能光伏充電板、直流12伏轉5伏2安轉換器一個組成。因為單片機和短信模塊用的是5伏電源，所以必須將12伏變為5伏。

圖1為直流12伏轉5伏2安轉換器電路圖。

圖1

（2）雨量傳感器采用翻斗式雨量傳感器，每收集到一毫米的雨量，翻斗就會機械性的翻一下，里面通過一個干簧管和高能磁鋼觸發一個短路信號，這樣它就會自動計算雨量。

（3）控制采用AT89S52單片機及配套電路。圖2為

AT89S52單片機及外圍電路圖。

圖2

雨量桶傳出的信號線一根接到單片機的P-3.4，另一根接的電源地。設置P-3.4為讀狀態，每當有一個短路信號時相當P-3.4接地，單片機讀P-3.4為0，這樣單片機就能識別雨量桶信號。

（4）短信模塊發射接收模塊。短信模塊發射接收模快由德國產的西門子TC35I短信集成電路及其外圍電路組成，用單片機串口和模塊的串口相連，對短信模塊的控制通過模塊出廠時廠家帶的一套AT命令集完成。

比如設置為英文模式“AT+CMGF=1”中文模式 “AT+CMGF=0”

讀短信“AT+CMGR=短信序號”

雨量站的基本原理是，當雨量桶每收到一毫米雨量時，這時雨量桶就會發出一個短路信號，單片機數據線P-3.4為0狀態，單片機收集到這個信號就會通過串口控制短信模塊向中心站計算機發射一個雨量短信，通過定時器每8小時發射一個自檢短信，中心站長時間沒有收到自檢短信說明該雨量站發生故障。

3.2 中心站

中心站包括短信接收模塊和短信自動雨情系統軟件，短信接收模塊和前面的發射模塊一樣，電路圖如前所示。

中心站主要就是自動短信雨情系統軟件，是用高級編程語言VB6.0編寫而成，它的基本原理就是中心站不停地處于待機狀態，隨時接收來自雨量站的自檢短信和雨量短信，通過對短信的解碼分析，找出來電號碼、來電內容、來電時間，通過這些解碼信息判斷出是垃圾短信，還是自檢短信，或者是雨量短信，根據時間記錄在數據庫中。方便以后查詢。

軟件分為系統設置、短信解碼、數據存儲、繪制各種雨量查詢表格。

雨量站設置就是增加刪除雨量站，更改站名和來電號碼（表1）。

表1

短信解碼就是通過串口將短信內容讀入中心站計算機，并確定來電號碼、來電時間、短信內容。

數據存儲是通過VB6.0對ACCESS數據庫的操作來實現的，將以上的來電號碼、來電時間、短信內容加工整理計算存儲到數據庫中。

繪制表格包括日雨量查詢、月雨量查詢、年降雨查詢表，具體見表2-表4。