摘要GPRS移動(dòng)通信技術(shù)具有覆蓋范圍廣、網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)的特點(diǎn),克服了傳統(tǒng)的專網(wǎng)通信系統(tǒng)費(fèi)用高，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和用戶數(shù)量有限的缺點(diǎn)。白石水庫(kù)水情遙測(cè)系統(tǒng)利用GPRS技術(shù)來(lái)改造了原有的超短波通信和衛(wèi)星通信水情遙測(cè)系統(tǒng)，既節(jié)約了成本,又實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
　　關(guān)鍵詞GPRS技術(shù)；水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)；應(yīng)用；白石水庫(kù)
　　
　　1工程概況
　　白石水庫(kù)控制流域面積為17649Km2，水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)于2000年建成使用，由1個(gè)中心站，2個(gè)中繼站、4個(gè)水文站、1個(gè)水位站、13個(gè)雨量站組成，承擔(dān)白石水庫(kù)與上游閻王鼻子水庫(kù)之間的8167Km2的流域水情測(cè)報(bào)。2006年遼寧省防汛抗旱指揮部為了理順在遼寧省水情測(cè)報(bào)與水情信息流程實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一設(shè)備，統(tǒng)一管理的目的，指定白石水庫(kù)與其它水庫(kù)一起由南京水利水文自動(dòng)化研究所對(duì)水情遙測(cè)系統(tǒng)實(shí)施GPRS通信改造。
　　2GPRS技術(shù)工作特點(diǎn)
　　GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)GeneralPacketRadioService的簡(jiǎn)稱，是在GSM全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一項(xiàng)新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。它是一項(xiàng)高速數(shù)據(jù)處理的科技，能提供短消息和數(shù)據(jù)通信兩大功能。白石水庫(kù)水情分中心充分利用了GPRS能適應(yīng)全天候工作，來(lái)進(jìn)行降雨量和水位監(jiān)測(cè)的。
　　3白石水庫(kù)水情遙測(cè)系統(tǒng)
　　3.1白石水庫(kù)水情分中心組網(wǎng)形式
　　白石水庫(kù)水情分中心是9個(gè)省直屬水庫(kù)水情分中心之一，白石水庫(kù)水情遙測(cè)系統(tǒng)實(shí)施GPRS通信技術(shù)改造后，對(duì)原有水情遙測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行了加密，由原來(lái)的17個(gè)增加到25個(gè)，以適應(yīng)遼寧西部地區(qū)降雨不均的特點(diǎn)。每個(gè)遙測(cè)站由1臺(tái)YDH—1型遙測(cè)終端機(jī)(內(nèi)含數(shù)據(jù)采集處理器、GPRS模塊、室內(nèi)天線)、太陽(yáng)能板、免維護(hù)蓄電池、雨量計(jì)（壩前遙測(cè)站包括水位計(jì)）組成（圖1）。
　　
　　圖1水情遙測(cè)系統(tǒng)雨量站點(diǎn)布置及GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸示意圖
　　3.2GPRS組網(wǎng)設(shè)計(jì)
　�。�1）GPRS組網(wǎng)及中心、分中心站的數(shù)據(jù)接入方法。根據(jù)水文數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的特點(diǎn)，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商為用戶建立自己的無(wú)線VPN（VirtualPrivateNetwork）專用數(shù)據(jù)網(wǎng)，遙測(cè)站將各項(xiàng)水情數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集后通過(guò)GPRS模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到中國(guó)移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)。GPRS網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)遙測(cè)站的采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)街付ǖ乃�情分中心站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)水情調(diào)度軟件完成對(duì)各遙測(cè)站的監(jiān)視控制、水情警戒以及歷史曲線顯示等功能。
　�。�2）虛擬專用網(wǎng)VPN業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方式。用戶申請(qǐng)了GPRS專用VPN后，根據(jù)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商分配給數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)內(nèi)固定IP地址，數(shù)據(jù)中心通過(guò)無(wú)線GPRSModem與遙測(cè)站實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)中心的數(shù)據(jù)通信，遠(yuǎn)地遙測(cè)站根據(jù)配置的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)內(nèi)IP地址與數(shù)據(jù)中心建立數(shù)據(jù)通道。數(shù)據(jù)在自己的VPN專網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行通訊，外界的終端或節(jié)點(diǎn)不能進(jìn)入，數(shù)據(jù)安全性好；保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性；靈活性高，不需要土建施工。
　�。�3）GPRS帶寬選定。白石水庫(kù)水情分中心系統(tǒng)有25個(gè)遙測(cè)終端，每個(gè)站自報(bào)遙測(cè)數(shù)據(jù)包為20個(gè)字節(jié)，單站數(shù)據(jù)流則為200bit，25個(gè)站為5Kbit，若要求在1s內(nèi)全部傳輸完畢，其占用帶寬約為5kbps，小于中心端實(shí)際傳輸帶寬。由于水情遙測(cè)站點(diǎn)的分布特點(diǎn)，一個(gè)基站范圍內(nèi)站點(diǎn)數(shù)目非常有限，所以能夠有效保證站點(diǎn)數(shù)據(jù)上傳。
　　（4）數(shù)據(jù)傳輸方式。各個(gè)水情遙測(cè)站采集系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)打包后送到GPRS模塊，GPRS模塊根據(jù)實(shí)現(xiàn)定義的接入點(diǎn)名稱APN（AccessPointName）連接方式將打包好的數(shù)據(jù)增加部分冗余碼和校驗(yàn)碼轉(zhuǎn)換成適合在無(wú)線鏈路上傳送的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包信號(hào)，發(fā)送到移動(dòng)公司局端的專用APN后透明傳遞到水情分中心。同樣，水情分中心可以將命令對(duì)遠(yuǎn)端遙測(cè)站的設(shè)置參數(shù)等傳遞到遙測(cè)站點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程讀取和遙測(cè)站工作參數(shù)的遠(yuǎn)程設(shè)置。
　　3.3遙測(cè)站的工作原理
　　遙測(cè)終端機(jī)平時(shí)處于休眠狀態(tài)，當(dāng)某一觸發(fā)信號(hào)(雨量計(jì)動(dòng)作、時(shí)鐘或定時(shí)器到時(shí)等)將其喚醒后即進(jìn)入工作狀態(tài)。遙測(cè)終端機(jī)采集雨量、水位等數(shù)據(jù)后判斷是否滿足設(shè)定的發(fā)送條件，若滿足，則將數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS模塊發(fā)往各中心站，之后重新進(jìn)入睡眠狀態(tài)；若不滿足，則直接重新進(jìn)入睡眠狀態(tài)。遙測(cè)站工作原理如圖2所示。
　　
　　圖2遙測(cè)站工作原理示意圖
　　4系統(tǒng)運(yùn)行中遇到的幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題
　　白石水情分中心GPRS水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行3年來(lái)，也出現(xiàn)了如下幾個(gè)問(wèn)題。
　　⑴站點(diǎn)選址。因當(dāng)時(shí)有的站點(diǎn)選址只考慮到雨量站點(diǎn)的組網(wǎng)范圍和信號(hào)的強(qiáng)弱，未與當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)規(guī)化相結(jié)合，有的站點(diǎn)因住戶拆遷或房屋轉(zhuǎn)讓需重新建站，因此在系統(tǒng)實(shí)施前應(yīng)切實(shí)做好測(cè)站選址的論證。
　�、埔苿�(dòng)信號(hào)強(qiáng)弱對(duì)數(shù)據(jù)傳輸效果影響較大，有的站點(diǎn)安裝后因信號(hào)不穩(wěn)定經(jīng)常發(fā)生數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，后來(lái)通過(guò)與移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商協(xié)商在附近增加移動(dòng)基站或站點(diǎn)設(shè)備更換信號(hào)放大天線，才保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。
　�、怯械恼军c(diǎn)終端機(jī)模塊經(jīng)常發(fā)生死機(jī)現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)是由于測(cè)站濕度較大，造成設(shè)備模塊內(nèi)部出現(xiàn)銹蝕，引起模塊死機(jī)故障。
　�、葘�(shí)際使用中公網(wǎng)的故障是水情維護(hù)人員無(wú)能為力的事情，例如移動(dòng)的基站出了故障分中心收不到報(bào)文，系統(tǒng)管理員就只能等待移動(dòng)公司的人員進(jìn)行維修。
　�、捎捎谙到y(tǒng)數(shù)據(jù)通訊涉及網(wǎng)絡(luò)流量費(fèi)用結(jié)算，有的站因故障收不到信息停止命令，造成數(shù)據(jù)不停的補(bǔ)報(bào)，發(fā)生大量的通信費(fèi)用，因此對(duì)來(lái)數(shù)異常的水情遙測(cè)站應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。同時(shí)使用方應(yīng)專人跟蹤各測(cè)站數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)運(yùn)行情況，以免因SIM卡號(hào)過(guò)期失效，導(dǎo)致更換新卡增加去現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)頻次。
　　5結(jié)語(yǔ)
　　GPRS通信技術(shù)和理念為水情遙測(cè)系統(tǒng)建設(shè)提供了新的解決方案，實(shí)踐證明在水情自動(dòng)測(cè)報(bào)應(yīng)用方面，GPRS通信與其它的通信方式比較具有很大的優(yōu)勢(shì)，相信未來(lái)的3G時(shí)代，現(xiàn)代通信技術(shù)同水利事業(yè)相結(jié)合的技術(shù)發(fā)展會(huì)更趨明顯。