泛議對大壩安全監測系統數據通信方式的幾點認識

王忠武，程立波

（五大連池市山口水電站管理處，黑龍江五大連池 164500）

大壩安全監測系統是融匯電子技術、傳感器技術、通信技術、遙測遙控技術和計算機技術等實現對水庫和水電廠的大壩安全進行監測的系統。根據大壩監測儀器和設備的布置情況，系統采用某種通信方式來組成現場數據采集網絡，以能夠快速、準確地進行大壩安全參數數據傳輸。目前普遍采用的MCU到監測主機的通信方式一般有三種，即RS-485（雙絞線或光纖），無線超短波通信和GSM通信。

1 雙絞線RS-485通信

計算機與智能終端之間的數據傳送可以采用串行通信和并行通信兩種方式，由于串行通信方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛利用。以往，RS-232-C接口，是最常用的一種串行通信接口。但是，這種方式因為接口的信號電平值較高，容易損壞接口電路的芯片，需要使用電平轉換電路才能與TTL電路連接，傳輸速率較低，抗噪聲干擾性弱，傳輸距離有限等缺陷，在實際使用中受到很多的局限。

針對RS-232-C的不足，RS-485雙絞線通信則因恰當地解決了這些問題，實現接口具有良好的抗噪聲干擾性，長傳輸距離和多站能力等優點，在過去很多水利工程建設中，成為首選的串行接口，得到了廣泛的應用。

進行RS-485總線布線時，通常采用屏蔽雙絞線，因為雙絞線可以抵消大部分的分布參數，雙絞程度越大，抵消能力越強。采用屏蔽層可更有效防止外界信號干擾。而且為了達到防雷擊的目的，屏蔽雙絞線的屏蔽網一端應與智能終端的地線相連接;另一端應與系統地線相接。

但是，在使用RS-485接口時，對于特定的傳輸線徑，從發生器到負載期數據信號傳輸所允許的最大電纜長度是數據信號速率的函數，這個長度數據主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。

2 光纖RS-485通信

RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4 000 ft，實際上可達3 000 m，因此，當監控中心與檢測現場較遠時（＞1 km），采用雙絞線來實現計算機與MCU之間的通信就很困難。對此，可采用光纖通信解決長線傳輸問題，還提高了通信的抗干擾性，尤其是雷電和電磁干擾。但是，也相應地增加了通信系統的工程造價。

3 無線超短波通信

超短波通信方式，適用于樞紐工程規模較大的水庫大壩，MCU較為分散的情況。由于大壩安全監測項目和監測點較多，測點分布比較分散，尤其是樞紐建筑物包含主、副壩的水庫，監控中心距離監測現場比較遠，需要將所有傳感器的測量電纜均集中到一點，需要的電纜數量很大，增加系統投資造價，而且還降低了系統的抗雷電和電磁干擾性能。因此，采用超短波通信，各監測單元相對獨立，由MCU、無線電臺和監測傳感器組成獨立的監測數據采集、處理、存儲和傳輸單元，自成系統。由于減少了電纜傳輸，系統的防雷性能有了很大的提高，也有利于今后的發展。

4 GSM通信

GSM公網通信具有網絡穩定可靠、覆蓋面廣、網絡能力強、通信費用低、不受地域限制、數據實時性高等的優點，而且設備體積小，安裝在室內，不需要投資建立和維護通信設施和通信機站，也不需要另外敷設網絡，且安裝使用簡單方便。因為沒有引雷部件，所以也不需要作防雷處理。目前GSM網絡已覆蓋絕大部分地區，基本不存在盲區，可實現大范圍的在線監控，滿足信息傳輸系統對覆蓋范圍的要求，而且覆蓋面還在高速發展中。電信部門GSM服務按短信數量計費，費用低廉，無漫游費。因此，這幾年來，GSM通信方式在水利數據傳輸通信方面逐漸被認可為首選的通信方式。

[1]王學明.水庫大壩安全監測新技術[J].黑龍江水利科技，2008，36（4）：84.