前言：

　　當(dāng)前水安全和水資源問(wèn)題已經(jīng)成為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要因素。建立兼顧防災(zāi)和水資源優(yōu)化管理的保障系統(tǒng)，是現(xiàn)代水利和水利工程管理的需要。安全問(wèn)題特別是因洪水等自然災(zāi)害所引發(fā)的突發(fā)事故，其危害巨大，因此研究水情安全監(jiān)控、預(yù)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)水情及堤壩安全的動(dòng)態(tài)監(jiān)控、預(yù)報(bào)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故尤其是突發(fā)事故先兆，迅速做出反應(yīng)，實(shí)時(shí)給予決策支持并實(shí)施自動(dòng)控制，為工程和相關(guān)地區(qū)提供安全保障;為管理部門(mén)提供多層次信息管理和決策支持手段，在兼顧防災(zāi)水資源優(yōu)化調(diào)度基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用，充分發(fā)揮水利工程的效益。

　　水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)是采用現(xiàn)代科技對(duì)水文信息進(jìn)行實(shí)時(shí)遙測(cè)、傳送和處理的專(zhuān)門(mén)技術(shù)，是有效解決江河流域及水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)、防洪調(diào)度及水資源合理利用的先進(jìn)手段。提高了水情測(cè)報(bào)速度和洪水預(yù)報(bào)精度，改變了以往僅靠人工測(cè)量水情數(shù)據(jù)的落后狀況，擴(kuò)大了水情測(cè)報(bào)范圍，對(duì)江河流域及水庫(kù)安全度汛和電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及水資源合理利用等方面都能發(fā)揮重大作用。

系統(tǒng)組成：

　　水情自動(dòng)測(cè)報(bào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由中心控制站、手機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)傳感器（雨量計(jì)、水位計(jì)等）、廈門(mén)瑞申自動(dòng)化公司提供的數(shù)據(jù)采集、傳輸、控制于一體的RS6011G GPRS RTU、水情監(jiān)測(cè)軟件組成。

（系統(tǒng)拓?fù)鋱D）

　　1、中心控制站：

　　a、中心控制站服務(wù)器采用固定IP地址，當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求（適用監(jiān)控點(diǎn)數(shù)在200個(gè)左右的）。

　　b、中心監(jiān)控站服務(wù)器采用動(dòng)態(tài)IP地址（可以申請(qǐng)花生殼軟件采用域名的方式），當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求（適合監(jiān)控點(diǎn)數(shù)在幾十個(gè)左右的）。

　　中心控制站實(shí)時(shí)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)接收各遙測(cè)站上報(bào)的水文數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、存貯、顯示、打印等處理，向所有遙測(cè)站發(fā)送控制命令，包括控制每天發(fā)送次數(shù)、校時(shí)等，按設(shè)定的時(shí)段間隔，計(jì)算出各雨量站的時(shí)段雨量值，統(tǒng)計(jì)上報(bào)數(shù)據(jù)的次數(shù)及工作狀態(tài)，檢索數(shù)據(jù)。遙測(cè)站的主要任務(wù)是自動(dòng)實(shí)時(shí)采集、存貯雨量及水位數(shù)據(jù)，按設(shè)定的時(shí)間及時(shí)間間隔通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)向中心控制站傳送水文數(shù)據(jù)。

　　2、監(jiān)控點(diǎn) RS6011G+SIM卡

　　瑞申RS6011G GPRS RTU產(chǎn)品介紹

　　（1）、GPRS傳輸特點(diǎn)

　　基于水情分布點(diǎn)多面廣，其遠(yuǎn)程采集大多仍沿用有線傳輸方式，線路維護(hù)量很大。由于電話線公用，通訊時(shí)經(jīng)常發(fā)生沖突，既影響了數(shù)據(jù)的傳輸也對(duì)水調(diào)部門(mén)的正常工作造成了干擾，并且此種方式對(duì)通訊部門(mén)程控交換機(jī)正常、穩(wěn)定的運(yùn)行也有一定的影響。為保證傳輸質(zhì)量，若采用專(zhuān)線方式，投資成本太高;采用GPRS無(wú)線數(shù)字網(wǎng)的通訊方式，很好地解決了遠(yuǎn)程水情信息采集的瓶頸問(wèn)題。

　　GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service）的英文簡(jiǎn)稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展起來(lái)的一種承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS拋棄了傳統(tǒng)的獨(dú)占電路交換模式，采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無(wú)線信道，同一無(wú)線信道又可以由多個(gè)用戶共享，有效地利用了信道資源，帶寬最高可達(dá)171.2Kb/s。目前中國(guó)移動(dòng)的GPRS覆蓋范圍在中心城市幾乎達(dá)到了100%，在邊遠(yuǎn)地區(qū)也達(dá)到了80%以上，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)行業(yè)的通信需求，完全取代過(guò)去傳統(tǒng)的有線、MODEM、X.25、數(shù)傳電臺(tái)、短信等通信方式。

　　GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸具備如下特點(diǎn)：

　　a、可靠性高：

　　與SMS短信息方式相比，GPRS DTU采用面向連接的TCP協(xié)議通信，避免了數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。中心可以與多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，互不干擾。GPRS網(wǎng)絡(luò)本身具備完善的頻分復(fù)用機(jī)制，并具備極強(qiáng)的抗干擾性能，完全避免了傳統(tǒng)數(shù)傳電臺(tái)的多機(jī)頻段“碰撞”現(xiàn)象。

　　b、實(shí)時(shí)性強(qiáng)：

　　GPRS具有實(shí)時(shí)在線的特性，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延小，并支持多點(diǎn)同時(shí)傳輸，因此GPRS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心可以多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間快速，實(shí)時(shí)地進(jìn)行雙向通信，很好地滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。目前GPRS實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在30Kbps左右，完全能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求。

　　c、監(jiān)控范圍廣：

　　GPRS網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)覆蓋，并且擴(kuò)容無(wú)限制，接入地點(diǎn)無(wú)限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。比較很多無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是最好的。

　　d、系統(tǒng)建設(shè)成本低：

　　由于采用GPRS公網(wǎng)平臺(tái)，無(wú)需建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只需安裝設(shè)備就即可，建設(shè)成本低;也免去了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用。

　　e、系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本低：

　　采用GPRS公網(wǎng)通信，全國(guó)范圍內(nèi)均按統(tǒng)一費(fèi)率計(jì)費(fèi)，省去昂貴的漫游費(fèi)用, GPRS網(wǎng)絡(luò)可按數(shù)據(jù)實(shí)際通信流量計(jì)費(fèi)，（1分-3分/1K字節(jié)），也可以按包月不限流量收費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的低成本通信。

　　f、可對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)儀器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制：

　　通過(guò)GPRS雙向系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行反向控制，如：時(shí)間校正、狀態(tài)報(bào)告、開(kāi)關(guān)等控制功能，并可進(jìn)行系統(tǒng)遠(yuǎn)程在線升級(jí)。

　　g、系統(tǒng)的傳輸容量，擴(kuò)容性能好：

　　能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，而GPRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要;由于系統(tǒng)采用成熟的TCP/IP通信架構(gòu)，具備良好的擴(kuò)展性能，一個(gè)監(jiān)測(cè)中心可輕松支持幾千個(gè)現(xiàn)場(chǎng)采集點(diǎn)的通信接入。

　　h、GPRS傳輸功耗小，適合野外供電環(huán)境：

　　雖然與遠(yuǎn)在千里的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行雙向通信，GPRS數(shù)傳設(shè)備在工作時(shí)卻只需與附近的移動(dòng)基站通信即可,其整體功耗與一臺(tái)普通GSM手機(jī)相當(dāng), 平均功耗僅為200毫瓦左右，比傳統(tǒng)數(shù)傳電臺(tái)小得多。因此GPRS傳輸方式非常適合在野外使用太陽(yáng)能供電或蓄電池供電的場(chǎng)合下使用。

　　移動(dòng)SIM卡正常資費(fèi)：10元包20M/月 20元包50M/月 若60秒傳輸一次的話每個(gè)月數(shù)據(jù)量不會(huì)超過(guò)5M。

　?。?）、基本原理:

　　通過(guò)RS—485總線將數(shù)字傳感器（也可采用模擬輸出傳感器）與瑞申無(wú)線智能測(cè)控終端連為一體，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元。瑞申無(wú)線測(cè)控終端內(nèi)置：CPU模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、控制模塊、GPRS/CDMA數(shù)據(jù)通信模塊?？涩F(xiàn)場(chǎng)接入多路模擬量、開(kāi)關(guān)量、繼電器信號(hào)等數(shù)據(jù)，然后直接通過(guò)GPRS無(wú)線模塊將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)程控制中心連接，將采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。 通過(guò)該系統(tǒng)，即使在遠(yuǎn)離觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的異地，也能方便地對(duì)水情要素如水位、雨量、流量等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取，真正實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)共享的功能。除數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控外，系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手機(jī)報(bào)警，并通過(guò)用戶手機(jī)遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。

　?。?）、功能特點(diǎn)：

　　◎ 采集傳輸控制一體化，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本;

　　◎ 采用超低功耗高性能的嵌入式處理器，數(shù)據(jù)采樣精度小于2‰;

　　◎ 內(nèi)嵌看門(mén)狗，不死機(jī)，掉線自動(dòng)恢復(fù);

　　◎ 配備多種接口資源：包括模擬信號(hào)采集、開(kāi)關(guān)量采集、脈沖信號(hào)輸入、繼電器控制輸出等;

　　◎ 繼電器可設(shè)置報(bào)警聯(lián)動(dòng);

　　◎ 支持一路RS232/RS485（只支持MODBUS協(xié)議）方式的用戶數(shù)據(jù)接口，可接入電子式傳感器、PLC等各種設(shè)備;

　　◎ 短信數(shù)據(jù)傳輸或GPRS實(shí)時(shí)在線傳輸方式;

　　◎ GPRS 遠(yuǎn)程在線設(shè)置和短信息遠(yuǎn)程設(shè)置功能;

　　◎ 支持終端遠(yuǎn)程進(jìn)入休眠模式，并可用多種方式喚醒;

　　◎ 監(jiān)控中心及手機(jī)遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備;

　　◎ 可向用戶設(shè)定的手機(jī)發(fā)送短信報(bào)警信息;

　　◎ 模擬量分時(shí)段報(bào)警;

　　◎ 用戶可以編程的量程轉(zhuǎn)換和報(bào)警上下限設(shè)定;

　　◎ 內(nèi)設(shè)工業(yè)時(shí)鐘，精確記時(shí);

　　◎ 自動(dòng)定時(shí)上報(bào)和事件觸發(fā)上報(bào)功能;

　　◎ 內(nèi)置大容量FLASH存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，支持歷史數(shù)據(jù)檢索;

　　◎ 板載工業(yè)級(jí)GSM/GPRS通信模塊，方便用戶選擇GSM/GPRS組網(wǎng)方式;

　　◎ 提供用戶設(shè)置軟件，開(kāi)放式接口，方便與組太軟件及其他軟件連接;

（RS6011G產(chǎn)品拓?fù)鋱D）

系統(tǒng)功能特點(diǎn)

　　1、功能

　　◎具備水位、雨量自動(dòng)采集功能，能自動(dòng)采集到水位計(jì)1cm的水位變化值和1mm的降雨量，水位采樣間隔可編程設(shè)置，并具有數(shù)字濾波功能;

　　◎定期采集滲漏量、壩體位移、浸潤(rùn)線等壩體性態(tài)信息;

　　◎具備定時(shí)自報(bào)功能，按預(yù)先設(shè)置的定時(shí)時(shí)間間隔（可任意設(shè)置），向中心站發(fā)送當(dāng)前的水位、雨量數(shù)據(jù)，同時(shí)包括測(cè)站站號(hào)、時(shí)間、電池電壓、報(bào)文類(lèi)型等參數(shù);

　　◎在規(guī)定的時(shí)段內(nèi)水位變幅以及降雨量超過(guò)設(shè)定值時(shí)，具備短信、軟件報(bào)警功能。

　　◎數(shù)據(jù)庫(kù)查詢（分類(lèi)、統(tǒng)計(jì)、表格生成）

　　◎設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、具有很好的防濕、防雷擊、抗暴風(fēng)等能力，能在惡劣的天氣環(huán)境下和無(wú)人值守情況下正常運(yùn)行。

　　2、特點(diǎn)

　　◎雨量、水位觀測(cè)全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觀測(cè)，長(zhǎng)期自記和固態(tài)存儲(chǔ)，為資料整編計(jì)算機(jī)化創(chuàng)造了條件，減輕職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了資料整編質(zhì)量。從根本上解決長(zhǎng)期以來(lái)水情拍報(bào)與資料整編成果不一致的問(wèn)題。

　　◎測(cè)驗(yàn)設(shè)施設(shè)備改造、完善后，提高了測(cè)驗(yàn)質(zhì)量，收集的測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)量多且更加精確、可靠、為水利工程建設(shè)和水資源優(yōu)化配置、水環(huán)境保護(hù)提供更加可靠的資料;為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

　　◎報(bào)汛手段更加科學(xué)、可靠，水情信息量有較大增加，傳輸時(shí)間明顯縮短，抗干擾能力提高，信息差錯(cuò)率大幅降低。

　　◎采用先進(jìn)的報(bào)汛通信手段后，實(shí)時(shí)水情信息將有明顯增加，流域面上的實(shí)時(shí)雨水情更加準(zhǔn)確及時(shí)，并得到快速處理，實(shí)現(xiàn)作業(yè)預(yù)報(bào)計(jì)算機(jī)化。改變了手工作業(yè)預(yù)報(bào)的落后狀態(tài)，使作業(yè)時(shí)間縮短，預(yù)報(bào)精度提高;預(yù)見(jiàn)期增長(zhǎng)能為各級(jí)防汛指揮部門(mén)提供更加及時(shí)、準(zhǔn)確、全面、直觀的雨水情信息和預(yù)報(bào)結(jié)果，爭(zhēng)取抗洪搶險(xiǎn)時(shí)間，減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失，將取得極大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)束語(yǔ)：

　　整套系統(tǒng)具有可靠性高，讀識(shí)方便，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)。建成后的水情水位自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)可為堤壩防洪調(diào)度決策提供及時(shí)、準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。今后，隨著建設(shè)的不斷進(jìn)展和水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)的完善，水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)將極大地增強(qiáng)水利部門(mén)對(duì)各水庫(kù)水情的監(jiān)測(cè)能力，為領(lǐng)導(dǎo)的決策提供科學(xué)依據(jù)，為防洪度汛、興利除害發(fā)揮出更大的作用。