GPRS 技术在闹德海水库水情测报系统中的应用研究

2014-09-05徐岩

黑龙江水利科技 2014年11期

关键词：雨量站水情中心站

徐岩

(辽宁省闹德海水库管理局，辽宁阜新 123000)

GPRS 技术在闹德海水库水情测报系统中的应用研究

徐岩

(辽宁省闹德海水库管理局，辽宁阜新 123000)

GPRS通用无线分组业务是一种基于GSM系统的无线分组交换技术。文章通过介绍利用GPRS 通信技术在闹德海水库水情自动测报系统通讯网络中的应用，证明得出，这种新的通信技术稳定、可靠、价格便宜，值得在水情自动测报系统中广泛应用。

GPRS；闹德海水库；水情自动化；工作特点

1 概述

闹德海水库位于柳河上游、辽宁省彰武县满堂红乡境内，与内蒙古自治区库伦旗接壤，目前是柳河上唯一一座大(Ⅱ)型控制性水利工程。

为确保水库在运行期内的安全、经济及科学调度，必须及时、准确地掌握其所在河段流域的水情信息，因此需要建立远程水情自动测报系统。

由于水库位于科尔沁沙漠腹地，地形相对复杂，目前已应用的超短波通信方式相对单一，对系统畅通率没有充足的保障。例如，利用电台通讯虽然经济方便，但极易受环境影响而导致信号不稳定；有线通信虽然信号稳定，但价格昂贵，接线复杂。

GPRS 网络具有较高的稳定性、可靠性、安全性，并且通信资费便宜。通过先前的电测也已知网络信号也已完全覆盖了闹德海水库上游以上流域，所以本文结合工程实际，介绍了GPRS 的功能特点，阐述了将GPRS 应用于闹德海水情测报系统的设计及应用过程。

2 GPRS简述

2.1 GPRS定义

GPRS是通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service)的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务[1]。GPRS经常被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代(2G)和第三代(3G)移动通讯技术之间。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。GPRS可说是GSM的延续。

GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包(Packet)式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜[2-3]。GPRS的传输速率可提升至56～114Kbps。

2.2 GPRS工作特点

GPRS，通用无线分组业务是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接[4]。GPRS充分利用共享无线信道，采用IP Over PPP实现数据终端的高速、远程接入。

作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术(2.5G)，GPRS在许多方面都具有显著的优势。

GPRS有下列特点：

1)可充分利用现有资源—中国移动全国范围的电信网络—GSM，方便、快速、低建设成本地为用户数据终端提供远程接入网络的部署。

2)传输速率高，GPRS数据传输速度可达到57.6Kbps，最高可达到115Kbps～170Kbps，完全可以满足用户应用的需求，下一代GPRS业务的速度可以达到384Kbit/s[5]。

3)接入时间短，GPRS接入等待时间短，可快速建立连接，平均为2 s。

4)提供实时在线功能 “alwaysonline”，用户将始终处于连线和在线状态，这将使访问服务变得非常简单、快速。

5)按流量计费，GPRS用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，用户可以一直在线，按照用户接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时，用户即使挂在网上也是不收费的。

GPRS业务，具有接入迅速、永远在线、流量计费等特点，在远程突发性数据实时传输中有不可比拟的优势，特别适合于频发小数据量的实时传输，因而GPRS业务在某些行业上有特殊的应用。

3 GPRS技术在闹德海水库水情自动化测报系统中的应用

3.1 闹德海水库自动化测报系统组成

闹德海水库水情自动化测报系统始建于1989年，最初由中国科学院沈阳自动化研究所与闹德海水库联合研制开发，历经1992年、2001年、2006年和2009年更新改造，目前采用的是南京水利水文自动化研究所研发的产品。

该系统包括1个中心站，1个中继站，20个雨量站和4个水位站。雨量站和水位站信息全部采用超短波为主通道、GPRS为备用通道的通信方式。超短波信号需经阿其玛中继站转发至水库中心站。养畜牧河上设有5雨量站，1个水位站；乌根稿河上设有3个雨量站，1个水位站；扣河子河上设有11个雨量站，1个水位站；中心站设在闹德海，此外闹德海还设有1个雨量站和1个坝前水位站。闹德海水库流域水情测报系统网络图见图1。

图1 闹德海水库流域水情测报系统网络图

3.2 闹德海水库GPRS组网设计

系统结构采用点对多点( 监控中心对各个雨量站) 方式，即各个雨量站的数据通过通信网络上传到水情测报监控中心。终端采集雨量、水位数据发送到中心站，控制数据下行到各个雨量站。通讯组成由采集器、GPRS模块、YDH-1终端、蓄电池等组成。

通讯方式采用超短波和GPRS 发送方式，使只要有GSM信号的地方就可进行构筑远端遥测站，将遥测站的水位、雨量等数据通过GSM信号网络送至中心站服务器。

遥测站水情测报系统采用南京自动化所设计水情查询软件和硬件设备、GPRS数据通信方式组网、定时自报工作体制。

3.3 水情监测中心站

中心站计算机以局域网方式配置，系统采用客户机/服务器结构。网络互联采用工业标准TCP /IP 协议，各遥测站雨量、水位数据通过遥测终端收集，通过GPRS模块进行数据传输，经移动公司GPRS网络，由专线传回中心站，中心站通过数据采集软件接收了所有数据，进行误码检测，然后通过数据收集工作站收集整理数据，按程序绘成相应数据图表，然后由人工提取有关数据对水库上游的水、雨情状况进行分析，合理调度。