淺談GPRS在遠(yuǎn)程水文監(jiān)測領(lǐng)域中的應(yīng)用

張立娟

【摘 要】社會的不斷發(fā)展給水文監(jiān)測工作帶來很大的挑戰(zhàn)，由于其檢測的內(nèi)容和項(xiàng)目在不斷增多，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法在一些監(jiān)測的技術(shù)和手段上很多都不再適應(yīng)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展GPRS的運(yùn)用使得這一現(xiàn)象得到了很大的改善，其可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時性、全天候性對信息的快速傳輸工作，給水文監(jiān)測工作帶來很大的便利。筆者通過對GPRS的含義進(jìn)行介紹，提出其在水文監(jiān)測時的應(yīng)用及其特征，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】GPRS；遠(yuǎn)程水文監(jiān)測應(yīng)用

社會發(fā)展對水文信息的需求不斷增多，給水文監(jiān)測工作既帶來了機(jī)遇也帶來挑戰(zhàn)，基于是社會的需求增加可以促進(jìn)水文監(jiān)測工作的發(fā)展，挑戰(zhàn)是由于監(jiān)測工作量在不斷的加大，原有的工作方法已經(jīng)不再適應(yīng)，要想更好地適應(yīng)社會的發(fā)展，就必須要在技術(shù)上加以創(chuàng)新，這樣才能抓住機(jī)遇迎接挑戰(zhàn)。

1 GPRS的概念內(nèi)涵

1.1 含義

GPRS實(shí)質(zhì)上就是分組無線技術(shù)的英文簡稱，在分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)中是一種新型的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，其屬于GSM的一個分組交換系統(tǒng)，主要適用于間斷的突發(fā)性的或者是頻繁少量數(shù)據(jù)之間的傳輸，但是也適用于間或大量數(shù)據(jù)的傳輸。

1.2 GPRS優(yōu)點(diǎn)

第一，其可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時在線傳輸?shù)墓δ埽m用GPRS期間客戶可以與網(wǎng)絡(luò)隨時保持聯(lián)系，客戶可以在終端發(fā)起數(shù)據(jù)的傳輸，也可以在網(wǎng)絡(luò)的終端開啟push的業(yè)務(wù)模式。第二，其可以實(shí)現(xiàn)隨時登陸，客戶只要是處于開機(jī)的狀態(tài)，就可以實(shí)現(xiàn)與GPRS的鏈接，在工作的時候，只需要將程序激活就可以，這一過程只需要1-3s的時間就可以實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的鏈接登錄。第三，其可以實(shí)現(xiàn)快速傳輸，GPRS應(yīng)用的技術(shù)是分組交換的技術(shù)，在傳輸數(shù)據(jù)時最高速率值可以達(dá)到171.3kb/s。第四，其成本很低，工作的過程是按照使用的流量來進(jìn)行收費(fèi)，這樣的收費(fèi)方式，極大地節(jié)約了水文監(jiān)測部門的費(fèi)用成本。

2 GPRS進(jìn)行水文監(jiān)測的特征

2.1 具有全天候、實(shí)時性的特征

其在傳輸?shù)倪^程中可以實(shí)現(xiàn)對多個數(shù)據(jù)的實(shí)時性傳輸?shù)墓δ?，在監(jiān)測工作中心可以完成你雙向快速的通信，而且不會產(chǎn)生相互的干擾，可以極大地滿足客戶的數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)墓ぷ?，目前，在工作的?yīng)用中數(shù)據(jù)的傳輸率為31kbps，其可以滿足11kbps的系統(tǒng)傳輸要求。

2.2 運(yùn)營成本低

GPRS的計費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是按照流量來收費(fèi)的，不工作的時候就可以關(guān)閉流量，這樣就不會產(chǎn)生費(fèi)用，而且收費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一的，不會存在漫游的費(fèi)用，如果是包月的方式進(jìn)行收費(fèi)，就可以不受流量的限制，這在很大程度上降低了水文監(jiān)測的運(yùn)營成本。

2.3 監(jiān)測范圍廣泛

我國目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了GPRS的全面覆蓋，而且接入的地點(diǎn)不會受到限制，即便所處的地區(qū)比較偏遠(yuǎn)，也可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的傳輸，一般水文監(jiān)測工作的地點(diǎn)都是在比較偏遠(yuǎn)的地方，分布的范圍很廣，GPRS在范圍上極大地滿足了實(shí)際的工作需求。

2.4 傳輸過程耗能少

GPRS不受傳輸?shù)攸c(diǎn)的限制，即便是在野外作業(yè)，其在傳輸過程中的耗能也是非常少的，可以實(shí)現(xiàn)和傳輸中心之間的雙向通信，一般的傳輸設(shè)備的耗能都在210mW，它可以采用蓄電池或者太陽能的供電方式，相比于傳統(tǒng)的傳輸方法，在能耗方面得到了極大的降低。

2.5 可對各監(jiān)測點(diǎn)儀器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制

通過GPRS雙向系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對儀器設(shè)備進(jìn)行反向控制，如時間校正、狀態(tài)報告、開關(guān)等控制功能，并可進(jìn)行系統(tǒng)遠(yuǎn)程在線升級。

2.6 系統(tǒng)的傳輸容量，擴(kuò)容性能好

GPRS中心要和每一個水文信息采集點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時連接。由于水文信息采集點(diǎn)數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳪PRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要；由于系統(tǒng)采用成熟的TCP/IP通信架構(gòu)，具備良好的擴(kuò)展性能，一個監(jiān)測中心可輕松支持幾千個現(xiàn)場采集點(diǎn)的通信接入，GPRS數(shù)傳設(shè)備在工作時卻只需與附近的移動基站通信即可，其整體功耗與一臺普通GSM手機(jī)相當(dāng)，平均功耗僅為200毫瓦左右，比傳統(tǒng)數(shù)傳電臺小得多。因此，GPRS傳輸方式非常適合在野外使用太陽能供電或蓄電池供電的場合下使用。

3 GPRS在水文監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用

水文數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)主要包括以下幾個方面：水文數(shù)據(jù)采集設(shè)備，一般指的是水文遙測終端機(jī)，可進(jìn)行雨量采集、水位采集、流量采集；GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端，完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；水文信息中心站，包括系統(tǒng)軟件及數(shù)據(jù)庫，可分析、顯示、存儲、發(fā)布水文信息數(shù)據(jù)以供決策。

3.1 數(shù)據(jù)的采集與傳輸

很多水文監(jiān)測部門在對水位進(jìn)行監(jiān)測時，對水位點(diǎn)進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)傳輸主要采用的是PSTN的電話線傳輸方法或者是手工抄錄信息的方法進(jìn)行的，這兩種方法雖然可以實(shí)現(xiàn)對信息的傳輸，但是其在效率上十分低下，耗費(fèi)的成本也比較高，而且水文監(jiān)測點(diǎn)一般都是在比較偏遠(yuǎn)的地方，難以滿足電話點(diǎn)和電話線的建立需求。而GPRS在傳輸過程中具有速度快的優(yōu)點(diǎn)，其可以實(shí)現(xiàn)地大量信息的傳輸，而且費(fèi)用成本比較低，這一優(yōu)點(diǎn)得到人們的廣泛認(rèn)可，其傳輸過程的最快速度可以達(dá)到171.3kb/s，在遠(yuǎn)程水文監(jiān)測中具有極大的適用性，在數(shù)據(jù)的采集和傳輸中發(fā)揮著巨大的優(yōu)勢作用。

3.2 健全數(shù)據(jù)傳輸終端系統(tǒng)

可以利用GPRS傳輸速度快、費(fèi)用低、不受自然環(huán)境的限制等優(yōu)點(diǎn)，來健全數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端系統(tǒng)，這樣可以實(shí)現(xiàn)在遙測站直接實(shí)現(xiàn)對水文信息的獲取，因?yàn)镚PRS的安全性能很高，所以在數(shù)據(jù)的傳輸接收過程中，對于信息的安全性有著極大的保證，GPRS的技術(shù)逐漸成熟，在使用時可以根據(jù)客戶的需求進(jìn)行選擇，而且也可以實(shí)現(xiàn)對一些相關(guān)資源的共享。

3.3 水文信息中心站

中心站由實(shí)時監(jiān)控服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通訊設(shè)備、電源系統(tǒng)、防雷設(shè)施、軟件系統(tǒng)等組成。主要完成以下功能：實(shí)時顯示水文信息；實(shí)現(xiàn)各水文站、遙測站的雨量、水位信息的自動采集和存儲；實(shí)現(xiàn)水文水資源信息與省中心或防汛部門、自動測報系統(tǒng)中心的自動傳輸；提供實(shí)時水情分析及水情預(yù)警服務(wù)；對站點(diǎn)任意時間的水位、雨量、日雨量和累計雨量信息的查詢；對所形成各種水文要素資料整編成表。

3.4 系統(tǒng)功能特點(diǎn)

其可以實(shí)現(xiàn)對水位的自動采集、定時的數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙ぷ?，?shù)據(jù)可以長期保存在系統(tǒng)中，可以隨時查取所需要的信息，對于一些安全性要求較高的數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)多重備份，而且還可以實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程監(jiān)測站的維護(hù)、數(shù)據(jù)修改等工作。

3.5 設(shè)置安全措施

在使用GPRS進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測時，每個水文監(jiān)測點(diǎn)都要使用統(tǒng)一的APN卡或者是GPRS數(shù)據(jù)卡，這樣客戶就可以根據(jù)這兩種卡實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的利用。盡管GPRS的安全性極高，但是在使用的過程中，也要注意保護(hù)好系統(tǒng)的安全性和隱蔽性，可以根據(jù)具體的情況進(jìn)行加密處理，比如，可以對信息資源進(jìn)行加密、登錄過程可以設(shè)置身份驗(yàn)證、對整個傳輸接收的過程進(jìn)行加密等。這樣就可以更好地保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，而且可以實(shí)現(xiàn)全天候穩(wěn)定的運(yùn)行。

3.6 現(xiàn)實(shí)意義

系統(tǒng)建設(shè)以后可以實(shí)現(xiàn)對水文監(jiān)測站的監(jiān)控、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的管理、固態(tài)儲存以及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的提取等功能，通過系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的發(fā)送和補(bǔ)發(fā)，近而在發(fā)生汛情時，可以通過對水文報訊和數(shù)據(jù)進(jìn)行整理結(jié)合，通過搭建的水文數(shù)據(jù)平臺可以更好地為以后的工作提供服務(wù)，系統(tǒng)的搭建在具體實(shí)踐中發(fā)揮了重要的作用，對于洪水、暴風(fēng)雨等自然災(zāi)害可以進(jìn)行提前監(jiān)測，還可以在調(diào)節(jié)河流水壓的過程中也發(fā)揮著巨大的作用，而且通過有用信息的提供，可以對自然災(zāi)害的發(fā)生做好提前預(yù)防的工作，減少其造成的經(jīng)濟(jì)損失。

4 總結(jié)

社會的不斷發(fā)展對遠(yuǎn)程水文監(jiān)測的工作需求越來越多，國家通過遠(yuǎn)程水文監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)對江河湖海的管理，而傳統(tǒng)的監(jiān)測方法已經(jīng)不再適合社會的發(fā)展需要，直到GPRS技術(shù)的出現(xiàn)，使得這一現(xiàn)象得到了很好的解決，可以對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速安全實(shí)時的傳輸，極大地滿足了遠(yuǎn)程水文監(jiān)測的要求，促進(jìn)了水文監(jiān)測工作的發(fā)展。

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[責(zé)任編輯：王楠]