泛议对大坝安全监测系统数据通信方式的几点认识

王忠武，程立波

（五大连池市山口水电站管理处，黑龙江五大连池 164500）

大坝安全监测系统是融汇电子技术、传感器技术、通信技术、遥测遥控技术和计算机技术等实现对水库和水电厂的大坝安全进行监测的系统。根据大坝监测仪器和设备的布置情况，系统采用某种通信方式来组成现场数据采集网络，以能够快速、准确地进行大坝安全参数数据传输。目前普遍采用的MCU到监测主机的通信方式一般有三种，即RS-485（双绞线或光纤），无线超短波通信和GSM通信。

1 双绞线RS-485通信

计算机与智能终端之间的数据传送可以采用串行通信和并行通信两种方式，由于串行通信方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛利用。以往，RS-232-C接口，是最常用的一种串行通信接口。但是，这种方式因为接口的信号电平值较高，容易损坏接口电路的芯片，需要使用电平转换电路才能与TTL电路连接，传输速率较低，抗噪声干扰性弱，传输距离有限等缺陷，在实际使用中受到很多的局限。

针对RS-232-C的不足，RS-485双绞线通信则因恰当地解决了这些问题，实现接口具有良好的抗噪声干扰性，长传输距离和多站能力等优点，在过去很多水利工程建设中，成为首选的串行接口，得到了广泛的应用。

进行RS-485总线布线时，通常采用屏蔽双绞线，因为双绞线可以抵消大部分的分布参数，双绞程度越大，抵消能力越强。采用屏蔽层可更有效防止外界信号干扰。而且为了达到防雷击的目的，屏蔽双绞线的屏蔽网一端应与智能终端的地线相连接;另一端应与系统地线相接。

但是，在使用RS-485接口时，对于特定的传输线径，从发生器到负载期数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数，这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。

2 光纤RS-485通信

RS-485接口的最大传输距离标准值为4 000 ft，实际上可达3 000 m，因此，当监控中心与检测现场较远时（＞1 km），采用双绞线来实现计算机与MCU之间的通信就很困难。对此，可采用光纤通信解决长线传输问题，还提高了通信的抗干扰性，尤其是雷电和电磁干扰。但是，也相应地增加了通信系统的工程造价。

3 无线超短波通信

超短波通信方式，适用于枢纽工程规模较大的水库大坝，MCU较为分散的情况。由于大坝安全监测项目和监测点较多，测点分布比较分散，尤其是枢纽建筑物包含主、副坝的水库，监控中心距离监测现场比较远，需要将所有传感器的测量电缆均集中到一点，需要的电缆数量很大，增加系统投资造价，而且还降低了系统的抗雷电和电磁干扰性能。因此，采用超短波通信，各监测单元相对独立，由MCU、无线电台和监测传感器组成独立的监测数据采集、处理、存储和传输单元，自成系统。由于减少了电缆传输，系统的防雷性能有了很大的提高，也有利于今后的发展。

4 GSM通信

GSM公网通信具有网络稳定可靠、覆盖面广、网络能力强、通信费用低、不受地域限制、数据实时性高等的优点，而且设备体积小，安装在室内，不需要投资建立和维护通信设施和通信机站，也不需要另外敷设网络，且安装使用简单方便。因为没有引雷部件，所以也不需要作防雷处理。目前GSM网络已覆盖绝大部分地区，基本不存在盲区，可实现大范围的在线监控，满足信息传输系统对覆盖范围的要求，而且覆盖面还在高速发展中。电信部门GSM服务按短信数量计费，费用低廉，无漫游费。因此，这几年来，GSM通信方式在水利数据传输通信方面逐渐被认可为首选的通信方式。

[1]王学明.水库大坝安全监测新技术[J].黑龙江水利科技，2008，36（4）：84.