大壩安全監(jiān)測(cè)無線傳輸模式的應(yīng)用

王欽

（1.湖南省水利水電科學(xué)研究所長沙市410007；2.湖南省大壩安全與病害防治工程技術(shù)研究中心長沙市410007）

大壩安全監(jiān)測(cè)無線傳輸模式的應(yīng)用

王欽1，2

（1.湖南省水利水電科學(xué)研究所長沙市410007；2.湖南省大壩安全與病害防治工程技術(shù)研究中心長沙市410007）

隨著我國對(duì)水利工程建設(shè)的重視，加大了對(duì)水利工程項(xiàng)目的各項(xiàng)投入，有效推動(dòng)了水利工程建設(shè)的發(fā)展?；仡櫞髩伟踩O(jiān)測(cè)技術(shù)由人工采集到集成自動(dòng)化的發(fā)展過程，今后在安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中如何采用便捷、高效、經(jīng)濟(jì)的方式傳輸數(shù)據(jù)，使大壩相關(guān)管理部門能實(shí)時(shí)有效地獲取大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)判大壩的安全性，保障大壩下游社會(huì)、環(huán)境與人身財(cái)產(chǎn)安全具有顯著影響。文章在介紹大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸方式的基礎(chǔ)上，對(duì)各種數(shù)據(jù)傳輸方式的適用范圍進(jìn)行分析，并闡述其應(yīng)用現(xiàn)狀及前景。

MCU無線數(shù)傳電臺(tái)SMS GSM GPRS

我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，大壩安全監(jiān)測(cè)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)、傳感器技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)等快速發(fā)展，大壩安全數(shù)字化管理技術(shù)日漸成熟。與此同時(shí)，伴隨著日益強(qiáng)大的通訊發(fā)展，大壩觀測(cè)由之前的人工簡單測(cè)量獲取數(shù)據(jù)進(jìn)步為現(xiàn)代化的數(shù)字化自動(dòng)采集數(shù)據(jù)。MCU通過水工電纜采集埋設(shè)在壩體中的各個(gè)傳感器獲取數(shù)據(jù)，再通過有線或者是無線的傳輸方式發(fā)送到服務(wù)器中，將各個(gè)采集數(shù)據(jù)的模擬量數(shù)據(jù)通過計(jì)算公式最終換算成為大壩中各個(gè)埋設(shè)傳感器中的成果值保存到存儲(chǔ)器中。下面對(duì)各種無線傳輸模式的適應(yīng)范圍進(jìn)行研究分析。

1 概述

大壩安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括變形監(jiān)測(cè)、滲流監(jiān)測(cè)及環(huán)境量監(jiān)測(cè)。變形監(jiān)測(cè)和滲流監(jiān)測(cè)主要分布在水庫的主壩或者副壩之中，而環(huán)境量監(jiān)測(cè)范圍為水庫上游水域流經(jīng)范圍以及集雨面積區(qū)域，水庫端大壩安全監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)一般部署在水庫管理所，而水庫管理所距離壩體較近的話，可以通過有線方式將數(shù)據(jù)采集單元采集的相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到大壩子系統(tǒng)服務(wù)器上，若監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離水庫管理所較遠(yuǎn)，那么用有線方式傳輸就存在較大施工困難。其主要困難有三點(diǎn)：

（1）監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離數(shù)據(jù)采集中心距離遙遠(yuǎn)，布線工程量較大。

（2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)與數(shù)據(jù)采集中心之間有難以逾越的障礙物阻礙。

（3）監(jiān)測(cè)點(diǎn)與數(shù)據(jù)采集中心需要穿越大面積水域。

如何解決在復(fù)雜環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸，無線傳輸網(wǎng)絡(luò)將是整個(gè)大壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心部分，傳輸網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崟r(shí)有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，是決定整個(gè)系統(tǒng)能否正常工作的最主要因素。隨著日趨成熟的無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的引入，改變了傳統(tǒng)的大壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸方式，這對(duì)于大壩監(jiān)測(cè)監(jiān)管都有非常重要的意義，不但使得大壩監(jiān)測(cè)的可移動(dòng)性得到實(shí)現(xiàn)，而且也在很大程度上降低了監(jiān)測(cè)設(shè)備的投入成本。

目前，無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展越來越快，相比過去，無論在傳輸速度和傳輸穩(wěn)定性上都有了前所未有的提高，這種飛躍使得大數(shù)據(jù)量的無線數(shù)據(jù)傳輸能夠得到實(shí)現(xiàn)，這對(duì)于現(xiàn)代大壩監(jiān)測(cè)技術(shù)來說是非常重要的。面對(duì)大壩及周邊監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝的各種傳感器的大量數(shù)據(jù)源，如果在數(shù)據(jù)傳輸上得不到保證，那么水庫端的大壩安全監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)也就變得沒有任何意義。

目前，主要應(yīng)用的無線傳輸方式分別為：SMS短消息傳輸、GPRS數(shù)據(jù)傳輸和工業(yè)無線數(shù)傳電臺(tái)傳輸。

（1）SMS通訊。SMS（ShortMessage Service）是通過SDCCH（未通話時(shí)）或SACCH（通話中）傳送的,消息長度最大為140字節(jié)（70個(gè)漢字），故名短消息。短消息服務(wù)業(yè)務(wù)（SMS）作為GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，與話音傳輸及傳真一樣，同為GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供的主要電信業(yè)務(wù)，它通過無線控制信道進(jìn)行傳輸，經(jīng)短消息業(yè)務(wù)中心完成存儲(chǔ)和前轉(zhuǎn)功能，每個(gè)短消息的信息量限制為140個(gè)八位組。GSM標(biāo)準(zhǔn)中定義的點(diǎn)到點(diǎn)短消息服務(wù)使短消息能夠在移動(dòng)臺(tái)和短消息服務(wù)中心之間傳遞。短消息SMS是非對(duì)稱業(yè)務(wù)，它使用控制信道傳輸數(shù)據(jù)分組，因此系統(tǒng)可以支持SMS與語音、數(shù)據(jù)流、傳真等業(yè)務(wù)的同步傳輸。SMS具有覆蓋面廣、在線保持、自動(dòng)傳送、費(fèi)用低廉、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，比較適合于小流量、頻繁遠(yuǎn)距離傳送數(shù)據(jù)的領(lǐng)域。

（2）GPRS通訊。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)，第二代是GSM系統(tǒng)，即將到來的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)被稱為3G系統(tǒng)。由于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)從標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)到全面的商業(yè)化需要經(jīng)過一段較長的時(shí)間，在這段期間，國際上各大通信公司為了拓展業(yè)務(wù)，在GSM的基礎(chǔ)上推出2.5G的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，作為向3G標(biāo)準(zhǔn)過渡的中間方案，GPRS就屬于這中間的方案之一。

GSM（Global System For Mobile Communication：全球移動(dòng)通信）是1992年歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)統(tǒng)一推出的標(biāo)準(zhǔn)，它采用數(shù)字通信技術(shù)、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，使通信質(zhì)量得以保證，并可以開發(fā)出更多的新業(yè)務(wù)供用戶使用。自第一個(gè)GSM系統(tǒng)運(yùn)營開始，100多個(gè)國家的2000多萬用戶已經(jīng)能夠享受到世界范圍的漫游覆蓋、各種操作環(huán)境下出色的話音質(zhì)量及許多增值業(yè)務(wù)。GSM移動(dòng)通信網(wǎng)的傳輸速度為9.6Kbps。目前，全球的GSM移動(dòng)用戶已經(jīng)超過5億，覆蓋了1/12的人口，GSM技術(shù)在世界數(shù)字移動(dòng)電話領(lǐng)域所占的比例已經(jīng)超過70%。目前，我國擁有8 000萬以上的GSM用戶，成為世界第一大運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)。

GPRS（General Packet Radio Service，通用分組無線業(yè)務(wù)）是在現(xiàn)有GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)通訊技術(shù)演進(jìn)的第一步。這一步有著兩點(diǎn)重要的意義：

①在GSM網(wǎng)絡(luò)中引入分組交換能力。

②將GSM網(wǎng)絡(luò)的速度提高到100 kbit/s以上。

通過在GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中引入分組交換的實(shí)體組成GSM-GPRS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)以分組方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)，盡量減少對(duì)GSM網(wǎng)絡(luò)的改動(dòng)。GPRS可以看作是在原有的GSM電路交換系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的業(yè)務(wù)擴(kuò)充；由新增的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體對(duì)GSM數(shù)據(jù)進(jìn)行拓展，支持移動(dòng)用戶利用分組數(shù)據(jù)移動(dòng)終端接入Internet或其他分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)提供更好的GSM網(wǎng)絡(luò)語音功能。

（3）數(shù)傳電臺(tái)通訊。無線數(shù)傳電臺(tái)又可稱為“數(shù)傳電臺(tái)”，是指借助DSP技術(shù)和無線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。數(shù)傳電臺(tái)的使用從最早的按鍵電碼、電報(bào)、模擬電臺(tái)加無線MODEM，發(fā)展到目前的數(shù)字電臺(tái)和DSP、軟件無線電；傳輸信號(hào)也從代碼、低速數(shù)據(jù)（300～1 200 bps）到高速數(shù)據(jù)（N*64K～N*E1），可以傳輸包括遙控遙測(cè)數(shù)據(jù)、數(shù)字化語音、動(dòng)態(tài)圖像等業(yè)務(wù)。美國MDS數(shù)傳電臺(tái)，芬蘭SATEL數(shù)傳電臺(tái)為目前國際上比較知名的數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。

數(shù)傳電臺(tái)主要用于工業(yè)控制領(lǐng)域建立的專網(wǎng)，同時(shí)也是工業(yè)控制領(lǐng)域的主要傳輸手段。國家無線電管理委員會(huì)規(guī)定為遙測(cè)、測(cè)控、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)的專用頻段為223.025 MHz到235 MHz，數(shù)傳電臺(tái)作為這個(gè)專用頻段的專用設(shè)備在專網(wǎng)應(yīng)用設(shè)備中經(jīng)歷了數(shù)十年的考驗(yàn)。

2 無線傳輸?shù)奶攸c(diǎn)及應(yīng)用

2.1 SMS的特點(diǎn)及應(yīng)用

2.1.1 SMS的主要特點(diǎn)

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息（SMS）的發(fā)送方式取決于網(wǎng)絡(luò)中SMSC能支持的接口。ETSI制定的短消息發(fā)送協(xié)議定義了三個(gè)接口協(xié)議：塊模式、文本模式和PDU模式，用于移動(dòng)臺(tái)和終端設(shè)備之間通過異步接口傳送短消息數(shù)據(jù)。

塊模式（BLOCK Mode）：塊模式是一個(gè)二進(jìn)制協(xié)議，用于移動(dòng)臺(tái)和SMSC之間的短消息傳輸?shù)腜DU封裝。包括了差錯(cuò)檢測(cè)，適用于移動(dòng)臺(tái)之間連路容易出錯(cuò)的情況。應(yīng)用部分的二進(jìn)制數(shù)據(jù)串應(yīng)包含報(bào)頭和短消息PDU。

文本模式（Text Mode）：文本模式是在為GSM修改的AT指令集[]的基礎(chǔ)定的基于字符的協(xié)議。適合非智能終端或終端仿真器。應(yīng)用軟件把純文本消息傳給通信設(shè)備，由通信設(shè)備來構(gòu)造TPDU。文本模式提供的功能比塊模式和PDU模式少。在文本模式下，短消息對(duì)擴(kuò)展字符的能力有限。

PDU模式（PDU Mode）：PDU模式和文本模式很相似，區(qū)別只是它將組裝短消息TPDU的任務(wù)留給了應(yīng)用系統(tǒng)完成。

2.1.2 SMS應(yīng)用范圍

對(duì)于廣闊集雨面積的水庫，大壩安全監(jiān)測(cè)也需要降水量監(jiān)測(cè)來了解上游來水量，采用有線方式監(jiān)測(cè)各個(gè)雨量點(diǎn)，成本高，管理不便。利用GSM短消息技術(shù)具有覆蓋面廣、運(yùn)營成本低、信號(hào)傳輸快捷可靠，安裝簡便等特點(diǎn)，能夠有效地對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。以下為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D（圖1）。

圖1 SMS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

一般情況下我們采用PDU模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并且保證通訊協(xié)議中字?jǐn)?shù)不超過140個(gè)字節(jié)。如果監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集發(fā)送單元的數(shù)據(jù)傳輸方式為自報(bào)式方式發(fā)送數(shù)據(jù)，我們可以選擇SMS方式傳輸，因?yàn)槊看斡杀O(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集單元獲取到新的數(shù)據(jù)后才發(fā)送。如庫區(qū)降水量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的無線傳輸可以采用SMS方式。GSM短消息業(yè)務(wù)主要針對(duì)固定按次發(fā)送數(shù)據(jù)的傳輸方式將可以減少通訊費(fèi)用，保證數(shù)據(jù)的正常發(fā)送與接收。

2.2 GPRS的特點(diǎn)及應(yīng)用

2.2.1 GPRS的主要特點(diǎn)

GPRS技術(shù)以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)，支持IP/2.5數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以保證計(jì)算機(jī)和移動(dòng)用戶的持續(xù)連接。每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無線信道，而同一無線信道又可以由多個(gè)用戶共享。用戶只要在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)才占有系統(tǒng)資源，沒有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，該用戶原先占用的系統(tǒng)資源就會(huì)動(dòng)態(tài)地分配給其他用戶。

具體來說，GPRS具有以下特點(diǎn)：

（1）支持中、高速率數(shù)據(jù)傳輸?？梢蕴峁?.05～ 171.2）kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。

（2）永遠(yuǎn)在線。即用戶隨時(shí)與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系。當(dāng)沒有數(shù)據(jù)傳送時(shí)，網(wǎng)絡(luò)與用戶之間保持一種邏輯上的連接，用戶再次傳輸數(shù)據(jù)不需要重新聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)。GPRS能在（0.5～1）s之內(nèi)恢復(fù)數(shù)據(jù)的重新傳輸。

（3）GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。GPRS支持居于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通訊協(xié)議的應(yīng)用，可以和IP網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)互通；支持特定的點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)一些特殊應(yīng)用，如遠(yuǎn)程信息處理；GPRS也允許短消息業(yè)務(wù)SMS經(jīng)過GPRS無線信道傳輸。

（4）GPRS采用封包式傳輸，可以實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)流量、業(yè)務(wù)類型及服務(wù)質(zhì)量等級(jí)（QOS）的計(jì)費(fèi)功能，計(jì)費(fèi)方式更加合理，用戶使用更加方便。

（5）GPRS采用分組交換技術(shù)的傳輸模式，多個(gè)用戶可高效率地共享同一個(gè)信道，從而提高了資源的利用率，優(yōu)化了對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源和無線資源的利用。

（6）GPRS的安全功能同現(xiàn)有的GSM安全功能一樣。身份認(rèn)證和加密功能有SGSN來執(zhí)行，不過GPRS所使用的安全密碼算法是專門為分組移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)所優(yōu)化過的。

（7）在核心網(wǎng)中，引入GPRS支持節(jié)點(diǎn)（GSN），SGSN和GGSN（統(tǒng)稱為GSN）采用分組交換平臺(tái)方式，定義了基于TCP/IP協(xié)議的GTP方式來承載高層數(shù)據(jù)。SGSN與MSC（移動(dòng)交換中心）在同一等級(jí)水平，并跟蹤單個(gè)MS的儲(chǔ)存單元，實(shí)現(xiàn)安全功能和接入控制，節(jié)電SGSN通過幀中繼連接到基站系統(tǒng)。GGSN支持與外部分組交換網(wǎng)的互通，并經(jīng)過基于IP的GPRS骨干網(wǎng)和SGSN連通。

2.2.2 GPRS應(yīng)用范圍

GPRS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖和SMS的相同，對(duì)于覆蓋面廣且要求監(jiān)測(cè)點(diǎn)隨時(shí)隨地接入到網(wǎng)絡(luò)，基于IP的底層網(wǎng)絡(luò)以及高效的傳輸速率，GPRS傳輸就比SMS更加合適。如應(yīng)答式傳輸模式，需要數(shù)據(jù)中心給各監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)送握手信號(hào)，當(dāng)對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)收到握手信號(hào)后返回本監(jiān)測(cè)點(diǎn)的在線信息及TCP/IP信息，雙方建立網(wǎng)絡(luò)通信鏈接后，數(shù)據(jù)中心再發(fā)送采集命令，監(jiān)測(cè)點(diǎn)收到采集命令執(zhí)行數(shù)據(jù)采集后，將本監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)返回給數(shù)據(jù)中心方。這樣要求實(shí)時(shí)在線基于TCP/IP協(xié)議的通訊模式就需要采用GPRS的傳輸模式。GPRS數(shù)據(jù)傳輸模式可針對(duì)于滲流壓力水位監(jiān)測(cè)，滲流壓力水位的傳感器需要MCU發(fā)送采集命令給各個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)的通道地址，當(dāng)傳感器收到采集指令后將給MCU返回應(yīng)答信息，同時(shí)將采集到的數(shù)據(jù)返回給對(duì)應(yīng)的通道地址的MCU，最后在大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中才能查看到各個(gè)在線的滲流壓力水位傳感器所采集的數(shù)據(jù)。

2.3數(shù)傳電臺(tái)的特點(diǎn)及應(yīng)用

2.3.1 數(shù)傳電臺(tái)的主要特點(diǎn)

數(shù)傳電臺(tái)可長期處于無人值守的工作狀態(tài)，而且工作環(huán)境很復(fù)雜，大壩安全監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)幾乎都是安裝在野外，偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電狀況也不穩(wěn)定，高山上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫差變化較大。數(shù)傳電臺(tái)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）數(shù)傳電臺(tái)擁有高可靠性和高頻率穩(wěn)定度，數(shù)傳電臺(tái)通信系統(tǒng)的傳輸誤碼率（BER）極低。誤碼率是計(jì)算可靠性的重要指標(biāo)，數(shù)傳電臺(tái)通信的誤碼率為0.000 000 1，極低的誤碼率能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。

（2）設(shè)備抗干擾能力強(qiáng)，散熱性佳，能適應(yīng)在惡劣環(huán)境及電磁環(huán)境下長期工作，其工作溫度范圍寬，其適應(yīng)性可滿足不同的惡劣環(huán)境。

（3）工作時(shí)待機(jī)電流小，功耗低，工作電壓的范圍較寬，有電源的逆轉(zhuǎn)保護(hù)。能適應(yīng)交流電和直流電，可采用市電220 V交流電供電，也可通過太陽能板和蓄電池等多種方式供電。

（4）數(shù)傳電臺(tái)響應(yīng)時(shí)間短，收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間一般小于40 ms。

2.3.2 數(shù)傳電臺(tái)應(yīng)用范圍

SMS和GPRS傳輸都離不開電信基站的支持，而數(shù)傳電臺(tái)為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，電臺(tái)與電臺(tái)之間的通訊。中間無其他傳輸介質(zhì)，穩(wěn)定可靠，檢修容易。數(shù)傳電臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，見圖2。

圖2數(shù)傳電臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

相對(duì)于水庫中副壩的大壩安全監(jiān)測(cè)點(diǎn)，有的監(jiān)測(cè)點(diǎn)在人煙稀少的地方，沒有或者很弱的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，這樣導(dǎo)致監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)無法與數(shù)據(jù)中心進(jìn)行連接。此時(shí)就需要考慮通過大功率的數(shù)傳電臺(tái)讓兩者之間進(jìn)行無線通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?；蛘咧本€距離只有5 km且地勢(shì)復(fù)雜施工難度大的情況下，可以考慮用小功率的數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行無線通訊，可以達(dá)到快速布網(wǎng)，檢修方便的目的。

3 總結(jié)與展望

3.1 總結(jié)

大壩安全監(jiān)測(cè)的重要性已經(jīng)被越來越多的人所認(rèn)識(shí)到，大壩安全監(jiān)測(cè)的可持續(xù)性發(fā)展對(duì)于國家經(jīng)濟(jì)有著至關(guān)重要的作用。而無線傳輸技術(shù)的發(fā)展對(duì)大壩安全監(jiān)測(cè)事業(yè)能夠不斷發(fā)展起著重要的保障作用。3.1.1分析比較

本文提出的大壩安全監(jiān)測(cè)無線數(shù)據(jù)傳輸方式，主要分為SMS、GPRS和數(shù)傳電臺(tái)傳輸，以下對(duì)這三種方式在傳輸特點(diǎn)和使用費(fèi)用進(jìn)行分析對(duì)比。

（1）SMS傳輸方式。

傳輸特點(diǎn)：傳輸距離不受限制，以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，數(shù)據(jù)有延時(shí)，穩(wěn)定性受移動(dòng)信號(hào)影響。

使用費(fèi)用：包含設(shè)備購置安裝費(fèi)和通信費(fèi)用，通信費(fèi)用以條計(jì)算，有數(shù)據(jù)長度限制。

（2）GPRS傳輸方式。

傳輸特點(diǎn)：傳輸距離不受限制，可點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)面進(jìn)行傳輸，鏈路有丟幀可能導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失，穩(wěn)定性受移動(dòng)信號(hào)影響。

使用費(fèi)用：包含設(shè)備購置安裝費(fèi)和通信費(fèi)用，通信費(fèi)以流量計(jì)算。

（3）數(shù)傳電臺(tái)傳輸模式。

傳輸特點(diǎn)：傳輸距離有限制，可點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)面進(jìn)行傳輸，數(shù)據(jù)傳輸響應(yīng)快，穩(wěn)定性主要受設(shè)備決定。

使用費(fèi)用：設(shè)備購置安裝費(fèi)。

3.1.2 歸納總結(jié)

經(jīng)過分析比較，在大壩安全監(jiān)測(cè)方面，以上三種傳輸模式可分別用于三種類型的無線數(shù)據(jù)傳輸。

（1）使用定時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)且對(duì)不受數(shù)據(jù)延時(shí)影響的無線傳輸模式可采用SMS傳輸方式。

（2）使用多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸且發(fā)送數(shù)據(jù)量較大的無線傳輸模式可采用GPRS傳輸方式。

（3）使用條件惡劣且無移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下或者一次性投入成本的可選擇數(shù)傳電臺(tái)傳輸。

每個(gè)水庫的特征都不一樣，那么監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目也各不相同，大壩安全監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)使用哪種無線傳輸方式才能滿足實(shí)際應(yīng)用中的要求取決于所處位置及傳輸條件。

3.2 展望

隨著我國國力的不斷增強(qiáng)，通訊技術(shù)的日益進(jìn)步，未來大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸可以采用更加先進(jìn)的技術(shù)提升無線傳輸?shù)馁|(zhì)量和速度：

（1）移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)水庫大壩進(jìn)行全覆蓋，保障水庫大壩無盲區(qū)。

（2）建立大壩安全監(jiān)測(cè)APN移動(dòng)專網(wǎng)，保障數(shù)據(jù)通訊暢通。

（3）水利部門移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)速率進(jìn)一步的提高。

（4）衛(wèi)星通訊對(duì)水利部門的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇罅χС帧?/p>

2016-10-15）

王欽（1981-），男，湖南長沙人，工程碩士，工程師，主要從事計(jì)算機(jī)科學(xué)與通訊及大壩安全監(jiān)測(cè)研究工作，手機(jī)：18573179961。