新版水文信息电话的研制及应用模式介绍

2011-11-20熊启龙罗泽旺吴恒清

水利信息化 2011年1期

熊启龙，罗泽旺，吴恒清

（水利部淮河水利委员会水文局，安徽蚌埠 23300）

0 引言

水文信息电话自 2001年推出以来，就以物美价廉，操作方便等优点，在全国20个省市水文系统得到广泛应用，其采用有线 PSTN 电话网做为信息传输通道，将普通电话功能和水文信息输入、传输、接收集成到统一的系统平台上，并以人性化、方便、快捷的人机界面，为广大基层水文人员所熟知。水文信息电话的应用，为各地水文站，特别对于交通不便、地处偏远地区的水文站或报讯站点，提供了一种可靠的信息传输手段。在当时通信方式比较有限的时代背景下，相当长的一段时期内，信息电话成为基层水文信息传输不可获缺的方式。

随着通信技术的高速发展，全国各地的通信网络在不断地完善和发展，无线通信网络逐渐覆盖了偏远地区，在其上的应用开发也逐渐丰富，可利用的通信网络方式也逐渐增多，一些重要的水文站，配置了计算机，以无线或者有线方式接入的互联网也得到了应用，水文信息化水平不断提高。同时，水文信息获取的方式也在发生着深切地变革，近年来全国各地建设了很多水文自动测报系统，一些水文参数，比如水位、雨量、温度等参数，逐渐由传统的人工测量的方式转变为自动测量、传输和收集，其应用也从以前的作为幕后参考走向了前台应用。基于以上信息化技术的应用和发展，在通信方式比较有限的时代背景下被大量使用的信息电话，面临着通信方式单一、自动化程度不高、易遭雷击等问题，业务应用逐步减少。淮委水文局在吸取老版本信息电话特点的基础上，综合考虑淮河流域水文信息化特点，结合当前广泛采用的通信方式，研制了新版本的水文信息电话。

1 设计思路

当前，水文参数的收集主要有2种方式，一种是传统的人工测量，水文人员定时测量水文参数，然后将测量的水文数据通过信息电话或者其它方式传送到分中心，分中心实现全系统水文参数的收集和整理。这种方式的特点是测量参数准确，水文参数类型多，但是，数据实时性、完整性得不到保证，受测量人员技术水平和天气因素的影响比较大。另外一种方式是利用自动化、通信技术，建设水文水情自动测报系统，实现部分水文参数的自动采集和传输，水文自动测报系统站点根据水文测报规范自动测量水文参数，并将处理好的水文参数数值以某种通信方式自动传输到分中心，实现水文参数从采集处理到传输、收集的自动化。这种方式的特点是数据实时性、完整性好，通信方式多，自动化程度高，缺点目前能自动测量的水文参数类型不多，自动化维护任务要求高。

以上的2种方式构成了目前大多数水文站的主要工作方式，各成体系，独立工作，俗称“两张皮”，这两种方式各有优缺点，而且会在相当长的一段时期内共存。如果将这2种方式通过一定的技术手段结合起来，充分利用各自的优点，将极大地方便于广大水文工作者。新版水文信息电话就提供了这样一种技术手段，将水文人工测报与水文自动测报系统结合起来，将这“两张皮”粘合到一起，构建成统一的系统。

2 功能特点

新版信息电话的研制主要由2部分组成，信息电话升级和中心站报文接收软件改造。

新版本信息电话在原水文信息电话的基础上，增加1个标准 RS-232接口，使其具有与其它设备通信的能力。重新设计开发水文信息电话的内置软件，保留原信息电话的所有功能，增加通信功能。

完全兼容原 HSM888型水文信息电话的所有功能。新版本信息电话只要经过简单地设置，完全可以替代老版信息电话，集成到原有系统中。新版信息电话不仅仅可以使用传统的 PSTN 信息电话网，还可以使用应用日益广泛的 GPRS/CDMA 移动无线通信网络传输数据。

能与遵循特定协议的水情自动测报系统测站充分融合。水文人员既可以沿用传统方式将测量的水文参数采用新版信息电话通过有线 PSTN 信道上报到分中心，也可以将水文信息电话通过 RS-232口与水文自动测报系统测站连接，将测量的水文数据提交给水文自动测报系统，进入自动测报通信网络，自动发送到中心站。这2种方式相互联系，而又各成体系，互为备份，如果一种方式有故障，可以及时启用另一种方式。信息电话既可以作为独立的一个系统存在，也可以作为水情自动测报系统的一部分，替代测站的人工置数器，查看和设置测站的水情参数和运行参数，作为其功能的有效补充。

重新设计硬件电路，吸取老版信息电话易遭受雷击的缺点，增强抗雷击性能。除了必要的硬件成本增加，尽量不增加其它费用，保证产品的质优价廉。

中心站报文接收软件在兼容老版中心站软件的基础上，既可以接收信息电话通过有线 PSTN 信道发送上来的报文，还可以接收通过 GPRS/CDMA 无线信道发送的报文，同时，还支持与遵循特定协议的水文自动测报系统进行数据共享与交换。

3 与遥测系统测站RTU通信

目前，新版信息电话支持2套通信协议，能与在淮河流域广泛采用的 RTU 通过 RS-232接口连接。

3.1 报文功能

与老版信息电话报文功能一样，新版信息电话提供简单易学的人机界面，方便快捷的输入方法输入报文内容，也可以预设报文内容。当发送报文时，信息电话会根据预先设置的功能提供两种发送选择：采用 PSTN 信道发送和通过 RS-232接口连接水情自动测报系统测站 RTU（Remote Terminate Unite 远程终端单元，以下同）发送，当选择其中1种通信方式，信息电话就会采用相应的程序将报文信息发送到中心站。

报文发送成功与否，可以通过信息电话“报文发送结果”菜单项进行查询，发送成功的报文信息将会保存在信息电话本地数据库中，以备查询使用。

3.2 RTU 参数查询和设置

信息电话与遵循特定协议的水文自动测报系统测站 RTU 通过 RS232接口连接，可以作为测站 RTU的人机接口，作为自动测报系统的一部分。

通过信息电话的菜单选项，可以查看 RTU 水情和状态信息。可以查询到遥测站当前水位和今日8时水位，当前雨量和昨日雨量等水情参数，还可以查询遥测站以下状态信息：RTU 时间，测站工作电压，雨量发送参数，RTU 运行状态等参数。

RTU 参数控制着测站 RTU 的工作方式，通过信息电话可以设置遥测站 RTU 的工作状态参数。可以设置遥测站水位基值，雨量发送等级，雨量计分辨力等水情参数，也可以设置 RTU 时间，RTU 运行状态，遥测站号等 RTU 状态参数。

3.3 功能设置

通过信息电话的菜单项，可以对信息电话的工作模式设置。新版信息电话有以下3种工作模式：有线 PSTN，RTU1+PSTN 通信和RTU2+PSTN 通信模式，其中，RTU1和 RTU2对应2种类型的 RTU，当选择其中1种模式后，信息电话的菜单项也根据选择提供相应的菜单选项。

新版信息电话的其它设置与原版设置功能完全相同。

4 组网方式

新版信息电话不仅可以采用 PSTN 信道组建网络，还可以利用无线 GPRS/CDMA 信道传输数据，使得其既可以在有线通信网络到达的地方使用，也可以在无线信号覆盖的地方使用，使用范围扩大。配置1个无线 GPRS/CDMA 透明传输模块，将其与信息电话的 RS-232接口连接，既可构成基本的信息电话发送单元。发送报文时，信息电话将报文提交到无线 GPRS/CDMA 透明传输模块，经移动通信网络将报文传输到数据接收中心站，中心站配置1个专用公网 IP 地址和端口，由数据接收软件完成报文数据的接收。采用无线 GPRS/CDMA 信道传输报文，具有发送速度快，运行费用少，使用范围大等优点，还能有效避免雷击。对于有条件上互联网的水文站，还可以采用计算机替代信息电话通过Internet 网络发送报文，计算机安装一套报文发送软件即可作为1个单元发送报文，该软件提供简单友好的操作界面，用以输入水情报文，用户确认发送后，报文通过 Internet 网络被提交到中心站的 IP 地址和端口上，这种数据接收的方式与上述信息电话采用无线 GPRS/CDMA 信道发送数据接收方式是一样的，在中心站采用统一的软件进行接收。

目前，SMS 短信息在我们的日常生活中应用日益广泛，系统还兼容了通过 SMS 短信息这种通信方式来传输和接收报文信息。工作人员既可以通过普通手机编辑报文，也可以采用计算机连接1个 GSM MODEM，由计算机控制 GSM MODEM 通过短信息将报文发送到中心站。在中心站，计算机需要配置1个 GSM MODEM 和移动服务 SIM 卡，用以接收短信息报文。

中心站接收软件除了接收以上几种方式发送的报文，还提供了一些数据共享和交换的方式，将本中心的报文数据与其它中心进行共享，最大程度地丰富报文数据的使用价值。

5 应用模式

与老版信息电话相比，新版水文信息电话可以采用的通信信道更多，中心站报文接收软件也兼顾了多种发送方式的报文数据接收功能，因此，其组合应用模式也发生了很大改变，既可以兼容以前的组网模式，也可以与水情自动测报系统结合作为其功能的一部分，还可以采用目前比较常用的通信信道来组网。采用新版信息电话通过多种方式组网，力求水文信息采集自动化，数据传输多样化。比较完整的新版信息电话组网方式示意图如图1所示。