GPRS 技術(shù)在鬧德海水庫水情測報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

徐 巖

(遼寧省鬧德海水庫管理局，遼寧 阜新 123000)

GPRS 技術(shù)在鬧德海水庫水情測報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

徐 巖

(遼寧省鬧德海水庫管理局，遼寧 阜新 123000)

GPRS通用無線分組業(yè)務(wù)是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)。文章通過介紹利用GPRS 通信技術(shù)在鬧德海水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，證明得出，這種新的通信技術(shù)穩(wěn)定、可靠、價(jià)格便宜，值得在水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。

GPRS；鬧德海水庫；水情自動(dòng)化；工作特點(diǎn)

1 概 述

鬧德海水庫位于柳河上游、遼寧省彰武縣滿堂紅鄉(xiāng)境內(nèi)，與內(nèi)蒙古自治區(qū)庫倫旗接壤，目前是柳河上唯一一座大(Ⅱ)型控制性水利工程。

為確保水庫在運(yùn)行期內(nèi)的安全、經(jīng)濟(jì)及科學(xué)調(diào)度，必須及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握其所在河段流域的水情信息，因此需要建立遠(yuǎn)程水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)。

由于水庫位于科爾沁沙漠腹地，地形相對(duì)復(fù)雜，目前已應(yīng)用的超短波通信方式相對(duì)單一，對(duì)系統(tǒng)暢通率沒有充足的保障。例如，利用電臺(tái)通訊雖然經(jīng)濟(jì)方便，但極易受環(huán)境影響而導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定；有線通信雖然信號(hào)穩(wěn)定，但價(jià)格昂貴，接線復(fù)雜。

GPRS 網(wǎng)絡(luò)具有較高的穩(wěn)定性、可靠性、安全性，并且通信資費(fèi)便宜。通過先前的電測也已知網(wǎng)絡(luò)信號(hào)也已完全覆蓋了鬧德海水庫上游以上流域，所以本文結(jié)合工程實(shí)際，介紹了GPRS 的功能特點(diǎn)，闡述了將GPRS 應(yīng)用于鬧德海水情測報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用過程。

2 GPRS簡述

2.1 GPRS定義

GPRS是通用分組無線服務(wù)技術(shù)(General Packet Radio Service)的簡稱，它是GSM移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)[1]。GPRS經(jīng)常被描述成“2.5G”，也就是說這項(xiàng)技術(shù)位于第二代(2G)和第三代(3G)移動(dòng)通訊技術(shù)之間。它通過利用GSM網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信道，提供中速的數(shù)據(jù)傳遞。GPRS可說是GSM的延續(xù)。

GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌且苑獍?Packet)式來傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計(jì)算，并非使用其整個(gè)頻道，理論上較為便宜[2-3]。GPRS的傳輸速率可提升至56～114Kbps。

2.2 GPRS工作特點(diǎn)

GPRS，通用無線分組業(yè)務(wù)是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接[4]。GPRS充分利用共享無線信道，采用IP Over PPP實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)終端的高速、遠(yuǎn)程接入。

作為現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)通信演變的過渡技術(shù)(2.5G)，GPRS在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢。

GPRS有下列特點(diǎn)：

1)可充分利用現(xiàn)有資源—中國移動(dòng)全國范圍的電信網(wǎng)絡(luò)—GSM，方便、快速、低建設(shè)成本地為用戶數(shù)據(jù)終端提供遠(yuǎn)程接入網(wǎng)絡(luò)的部署。

2)傳輸速率高，GPRS數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)到57.6Kbps，最高可達(dá)到115Kbps～170Kbps，完全可以滿足用戶應(yīng)用的需求，下一代GPRS業(yè)務(wù)的速度可以達(dá)到384Kbit/s[5]。

3)接入時(shí)間短，GPRS接入等待時(shí)間短，可快速建立連接，平均為2 s。

4)提供實(shí)時(shí)在線功能 “alwaysonline”，用戶將始終處于連線和在線狀態(tài)，這將使訪問服務(wù)變得非常簡單、快速。

5)按流量計(jì)費(fèi)，GPRS用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，用戶可以一直在線，按照用戶接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費(fèi)用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時(shí)，用戶即使掛在網(wǎng)上也是不收費(fèi)的。

GPRS業(yè)務(wù)，具有接入迅速、永遠(yuǎn)在線、流量計(jì)費(fèi)等特點(diǎn)，在遠(yuǎn)程突發(fā)性數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸中有不可比擬的優(yōu)勢，特別適合于頻發(fā)小數(shù)據(jù)量的實(shí)時(shí)傳輸，因而GPRS業(yè)務(wù)在某些行業(yè)上有特殊的應(yīng)用。

3 GPRS技術(shù)在鬧德海水庫水情自動(dòng)化測報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 鬧德海水庫自動(dòng)化測報(bào)系統(tǒng)組成

鬧德海水庫水情自動(dòng)化測報(bào)系統(tǒng)始建于1989年，最初由中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所與鬧德海水庫聯(lián)合研制開發(fā)，歷經(jīng)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動(dòng)化研究所研發(fā)的產(chǎn)品。

該系統(tǒng)包括1個(gè)中心站，1個(gè)中繼站，20個(gè)雨量站和4個(gè)水位站。雨量站和水位站信息全部采用超短波為主通道、GPRS為備用通道的通信方式。超短波信號(hào)需經(jīng)阿其瑪中繼站轉(zhuǎn)發(fā)至水庫中心站。 養(yǎng)畜牧河上設(shè)有5雨量站，1個(gè)水位站；烏根稿河上設(shè)有3個(gè)雨量站，1個(gè)水位站；扣河子河上設(shè)有11個(gè)雨量站，1個(gè)水位站；中心站設(shè)在鬧德海，此外鬧德海還設(shè)有1個(gè)雨量站和1個(gè)壩前水位站。鬧德海水庫流域水情測報(bào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖見圖1。

圖1 鬧德海水庫流域水情測報(bào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

3.2 鬧德海水庫GPRS組網(wǎng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)( 監(jiān)控中心對(duì)各個(gè)雨量站) 方式，即各個(gè)雨量站的數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡(luò)上傳到水情測報(bào)監(jiān)控中心。終端采集雨量、水位數(shù)據(jù)發(fā)送到中心站，控制數(shù)據(jù)下行到各個(gè)雨量站。通訊組成由采集器、GPRS模塊、YDH-1終端、蓄電池等組成。

通訊方式采用超短波和GPRS 發(fā)送方式，使只要有GSM信號(hào)的地方就可進(jìn)行構(gòu)筑遠(yuǎn)端遙測站，將遙測站的水位、雨量等數(shù)據(jù)通過GSM信號(hào)網(wǎng)絡(luò)送至中心站服務(wù)器。

遙測站水情測報(bào)系統(tǒng)采用南京自動(dòng)化所設(shè)計(jì)水情查詢軟件和硬件設(shè)備、GPRS數(shù)據(jù)通信方式組網(wǎng)、定時(shí)自報(bào)工作體制。

3.3 水情監(jiān)測中心站

中心站計(jì)算機(jī)以局域網(wǎng)方式配置，系統(tǒng)采用客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TCP /IP 協(xié)議，各遙測站雨量、水位數(shù)據(jù)通過遙測終端收集，通過GPRS模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，經(jīng)移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，由專線傳回中心站，中心站通過數(shù)據(jù)采集軟件接收了所有數(shù)據(jù)，進(jìn)行誤碼檢測，然后通過數(shù)據(jù)收集工作站收集整理數(shù)據(jù)，按程序繪成相應(yīng)數(shù)據(jù)圖表，然后由人工提取有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)水庫上游的水、雨情狀況進(jìn)行分析，合理調(diào)度。

4 結(jié) 論

通過利用GPRS 數(shù)據(jù)技術(shù)在鬧德海水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用,可以得出：

1)GPRS技術(shù)適用于各種惡劣環(huán)境，可靠性較高。

2)GPRS收發(fā)頻率穩(wěn)定，誤碼率低，

3)GPRS抗干擾性好。

4)GPRS 通信技術(shù)是一門新的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，隨著GPRS 網(wǎng)絡(luò)不斷的發(fā)展，基于它的應(yīng)用也會(huì)愈來愈廣泛。

[1]王蓓，劉玉甫，吳建軍.GPRS技術(shù)在水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2009，20(03)：132-134.

[2]陳丹.GPRS技術(shù)在水情信息傳輸中的應(yīng)用[J].水利水文自動(dòng)化，2007(03)：42-44.

[3]王德君,任麗榮,郭勇,馬傳波.GPRS通信技術(shù)在水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2007(13):204-205.

[4]羅海龍,梁振海,王亞迪.GPRS技術(shù)在白石水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009(12):293-294.

[5]鄒雷,張志波.GPRS技術(shù)在防洪水情測報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].河南水利,2005(07):36.

1007-7596(2014)11-0219-02

2014-05-24

徐巖(1982-)，女，遼寧沈陽人，工程師。

TV123

B