基于GPRS的灌區(qū)水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

張洋

摘要：灌區(qū)在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中扮演著重要的角色，灌區(qū)水資源監(jiān)測(cè)對(duì)灌區(qū)的信息化發(fā)展必不可少，傳統(tǒng)的灌區(qū)水資源監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)量單一、監(jiān)測(cè)手段落后、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多處于C/S單機(jī)架構(gòu)已經(jīng)不能滿足信息化需求。本文在已有的監(jiān)測(cè)方法上結(jié)合信息化技術(shù)，以基于GPRS技術(shù)以及B/S瀏覽器架構(gòu)研究一種更加智能化、現(xiàn)代化的遠(yuǎn)程灌區(qū)水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)滿足現(xiàn)有需求。

關(guān)鍵詞：水資源監(jiān)測(cè) GPRS B/S架構(gòu)

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）07-0076-01

1 引言

2010年針對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)的灌區(qū)專項(xiàng)普查中對(duì)國(guó)內(nèi)灌溉面積在50畝以上的灌區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)調(diào)查和全國(guó)水灌區(qū)水利設(shè)施基本情況考察。調(diào)查結(jié)果顯示我國(guó)大型灌區(qū)共有456宗，中型灌區(qū)7316宗，小型灌區(qū)205.82萬(wàn)宗，其中大部分中小型灌區(qū)對(duì)灌區(qū)水資源監(jiān)測(cè)多處于人工監(jiān)測(cè)狀態(tài)，部分大型灌區(qū)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)難以集中到相關(guān)部門[1]。對(duì)此本文研究出基于GPRS灌區(qū)水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)灌區(qū)水資源數(shù)據(jù)自動(dòng)采集存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程發(fā)送、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等功能。

2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

其中數(shù)據(jù)采集部分主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集存儲(chǔ)，由遙測(cè)終端（RTU）完成；數(shù)據(jù)傳輸部分通過(guò)RTU的GPRS模塊將監(jiān)測(cè)信息發(fā)送至上級(jí)監(jiān)控服務(wù)器，GPRS通過(guò)ADSL方式或APN專線方式連入服務(wù)器；服務(wù)器通過(guò)TCP/IP協(xié)議接收數(shù)據(jù)，基于B/S架構(gòu)的上位機(jī)可使用戶通過(guò)Web訪問(wèn)服務(wù)器查看各灌區(qū)水資源監(jiān)測(cè)信息[2]。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

RTU實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、發(fā)送功能RTU基本硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

其中主控芯片為PIC18F67K22型號(hào)。RTU接口包括485接口、GPRS接口、433HZ無(wú)線模塊接口、模擬輸入輸出接口、顯示屏接口等。

GPRS模塊采用BENQ GPRS，使用移動(dòng)2G手機(jī)卡開通流量包月服務(wù)以及VPN服務(wù)。模塊通過(guò)內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議建立與服務(wù)器連接。利用GPRS可使用單片機(jī)IAP功能實(shí)現(xiàn)RTU的遠(yuǎn)程升級(jí)。服務(wù)器將RTU程序的bin文件以數(shù)據(jù)包形式通過(guò)GPRS發(fā)送給RTU完成此功能。

4 服務(wù)器上位機(jī)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)服務(wù)器上位機(jī)軟件總體采用三層結(jié)構(gòu)：界面層、數(shù)據(jù)層、通信層。結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

通信層主要通過(guò)Socket（套接字）建立連接，以TCP/IP協(xié)議接收RTU上報(bào)灌區(qū)水資源數(shù)據(jù)以及下發(fā)RTU控制指令。控制命令的下發(fā)由界面層瀏覽器觸發(fā)，由通信層的WCF服務(wù)封裝命令，再由通信服務(wù)程序發(fā)送到RTU[3]。

數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)庫(kù)是整個(gè)上位機(jī)系統(tǒng)的核心與紐帶，提供灌區(qū)用水量數(shù)據(jù)的查詢、存儲(chǔ)、維護(hù)等功能。使用SQL Server 2008以.NET平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)基于SQL語(yǔ)言編寫，本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)包括：水情數(shù)據(jù)庫(kù)、工況信息庫(kù)、報(bào)警數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。

界面層主要實(shí)現(xiàn)用戶Web瀏覽功能主要，基于JavaScript對(duì)象XMLHttpRequest的Ajax實(shí)現(xiàn)界面的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，與數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問(wèn)查詢，以MSChart控件完成圖表繪制顯示，同時(shí)系統(tǒng)上位機(jī)還需設(shè)置圖形報(bào)表查詢以及管理員安全設(shè)置。

5 結(jié)語(yǔ)

本文研究設(shè)計(jì)的基于GPRS灌區(qū)水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)符合灌區(qū)信息化建設(shè)要求，解決了偏遠(yuǎn)灌區(qū)監(jiān)測(cè)難等問(wèn)題，同時(shí)具有很好地實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)

[1]金喜來(lái)，楊軼.國(guó)家水資源監(jiān)控能力建設(shè)全面展開穩(wěn)步推進(jìn)[J].中國(guó)水利，2011（24）：158-159.

[2]姚姍姍.基于.NET框架的灌區(qū)信息開發(fā)與應(yīng)用[D].廣西大學(xué)，2006.

[3]黃亞萍.灌區(qū)信息采集處理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)[D].哈爾濱理工大學(xué)，2012.