無線通信技術(shù)在水利水電自動化中的應(yīng)用

張和喜，王永濤，李軍 等編著

中國水利水電出版社出版

定價：78.00元

無線通信是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性而進(jìn)行信息交換的一種通信方式，具有傳輸快、使用方便、覆蓋范圍廣等特點，在水利水電自動化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由張和喜、王永濤和李軍等編著的《山區(qū)現(xiàn)代水利自動化與信息化系統(tǒng)》一書，主要介紹了貴州山區(qū)現(xiàn)代水利自動化與信息化系統(tǒng)的實施背景與意義、應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，并且提出了自動化與信息化系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)內(nèi)容與目標(biāo)，完成了系統(tǒng)總體設(shè)計與詳細(xì)設(shè)計。全書共分三章，分別是系統(tǒng)概念及意義、系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)需求分析與總體設(shè)計。該書科學(xué)描述了系統(tǒng)上位機、下位機硬件的優(yōu)化設(shè)計與選型，同時應(yīng)用快速成形技術(shù)對外殼展開了設(shè)計與制作。此外，該書還介紹了系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的選型與配置、太陽能供電功率核算、灌溉系統(tǒng)軟件及控制策略、主要作物灌溉制度研究、系統(tǒng)試驗驗證以及應(yīng)用示范內(nèi)容。該書最為顯著的特征是其具備良好的適用性、科學(xué)性以及實用性，能夠作為廣大水利水電自動化領(lǐng)域工作者的指導(dǎo)書。

結(jié)合該書中的相關(guān)技術(shù)以及當(dāng)前水利水電自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀，目前工作人員廣泛采用的無線通信技術(shù)主要包括以下幾種：第一，衛(wèi)星通信技術(shù)。該項技術(shù)是利用發(fā)射的衛(wèi)星作為中繼而展開的無線通信，是現(xiàn)代無線通信技術(shù)的核心成果，同時也是航天技術(shù)實踐應(yīng)用的重要領(lǐng)域。衛(wèi)星通信技術(shù)顯著的應(yīng)用優(yōu)勢是通信范圍大、容量大、頻帶寬，能夠適用于不同業(yè)務(wù)，成本與通信距離無關(guān)。第二，擴(kuò)頻微波和無線網(wǎng)橋技術(shù)。該項技術(shù)是新型的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，其應(yīng)用優(yōu)勢在于具備良好的抗干擾能力、覆蓋面廣、傳輸距離遠(yuǎn)，能夠適應(yīng)野外聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。擴(kuò)頻微波技術(shù)的應(yīng)用能夠在擴(kuò)頻信道上同時傳輸視頻圖像、語音以及文字等多媒體信息，是一種較為先進(jìn)的無線多媒體介入手段。無線網(wǎng)橋技術(shù)作為現(xiàn)代無線射頻技術(shù)與傳統(tǒng)有線網(wǎng)橋技術(shù)的結(jié)合物，是基于利用無線電進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸點對點網(wǎng)間互聯(lián)而設(shè)計的。擴(kuò)頻微波和無線網(wǎng)橋技術(shù)能夠幫助人們用來傳輸對寬帶要求較高的視頻監(jiān)控等大數(shù)據(jù)信號傳輸業(yè)務(wù)。第三，短波通信技術(shù)。該項技術(shù)是基于運用3～30兆赫波段的無線電波進(jìn)行傳輸信息的通道，其應(yīng)用優(yōu)勢在于：首先，短波是唯一不受到網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中繼體制約的一種遠(yuǎn)程通信手段，具備很強的自主通信能力與抗毀能力。其次，短波通信運行成本相對較低。相關(guān)工作人員可通過應(yīng)用微處理器、跳頻技術(shù)、數(shù)字信號處理等，全面提升短波通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸效率，并充分保障該項通信技術(shù)的抗干擾能力與適應(yīng)能力。

《山區(qū)現(xiàn)代水利自動化與信息化系統(tǒng)》一書詳細(xì)介紹了關(guān)于水利自動化與信息化系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)內(nèi)容與目標(biāo)，在現(xiàn)代水利水電自動化系統(tǒng)搭建過程中，無線通信技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要。在水利水電自動化系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員選擇應(yīng)用無線通信方式，需綜合考慮多方面因素，比如在水庫運行管理中，當(dāng)水庫區(qū)實際范圍偏小且具有良好的通視效果時，設(shè)計人員可優(yōu)先采用無線短波通信或者微波通信，這樣不僅能夠幫助企業(yè)降低投入成本，還可減輕后期運行工作任務(wù)量;如果水庫區(qū)域較大且數(shù)據(jù)傳輸距離有遠(yuǎn)有近，設(shè)計人員則需合理使用GPRS /CDMA 技術(shù)或者超短波技術(shù)。同時，設(shè)計人員依據(jù)實際情況還可采用雙通道數(shù)據(jù)傳輸方式，這樣能夠充分保障無線通信數(shù)據(jù)良好的抗干擾性與實時性。如果水利水電自動化系統(tǒng)搭建對于數(shù)據(jù)傳輸量有著很高要求，設(shè)計人員就需要運用衛(wèi)星、網(wǎng)橋等無線通信技術(shù)，這樣有利于提高傳輸數(shù)據(jù)的清晰度和連續(xù)性。衛(wèi)星通信技術(shù)應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，然而運營成本會相對較高。而網(wǎng)橋技術(shù)則會受到環(huán)境因素的限制，設(shè)計人員需促使網(wǎng)橋與中繼體之間進(jìn)行通視，才能保障數(shù)據(jù)的安全穩(wěn)定傳輸。在現(xiàn)代化水利水電自動化系統(tǒng)建設(shè)工作中，無線通信技術(shù)的實踐應(yīng)用發(fā)揮著極為重要的作用。通過將該項技術(shù)融入水利水電自動化控制工作中，能夠?qū)崿F(xiàn)對水利水電工程的實時監(jiān)測與預(yù)警工作目標(biāo)，幫助工作人員及時采取合理防范控制措施，構(gòu)建完善的防洪減災(zāi)體系，以避免發(fā)生嚴(yán)重安全事故而威脅到工作人員的生命安全和企業(yè)財產(chǎn)安全。與傳統(tǒng)有線通信技術(shù)相比較，無線通信技術(shù)在水利水電自動化中的應(yīng)用有著建設(shè)運行成本低的優(yōu)勢，能夠在各種惡劣環(huán)境下持續(xù)保持正常穩(wěn)定的運行狀態(tài)，方便工作人員高效傳輸和接收水利水電運行數(shù)據(jù)，提高整體管理水平。

綜上所述，在現(xiàn)代水利水電自動化系統(tǒng)建設(shè)工作中，無線通信技術(shù)的實踐應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)管理系統(tǒng)的信息化、可視化以及科學(xué)化管理目標(biāo)。與傳統(tǒng)有線通信技術(shù)應(yīng)用相比較，無線通信技術(shù)能夠降低綜合運營成本，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離穩(wěn)定傳輸，幫助企業(yè)最大程度提高管理工作質(zhì)量和效率。

作者簡介：何少尉（1982—），男，浙江紹興人，浙江郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與通信工程學(xué)院講師，研究方向為電子與通信工程