GPRS 技術在鬧德海水庫水情測報系統中的應用研究

徐 巖

(遼寧省鬧德海水庫管理局，遼寧 阜新 123000)

GPRS 技術在鬧德海水庫水情測報系統中的應用研究

徐 巖

(遼寧省鬧德海水庫管理局，遼寧 阜新 123000)

GPRS通用無線分組業務是一種基于GSM系統的無線分組交換技術。文章通過介紹利用GPRS 通信技術在鬧德海水庫水情自動測報系統通訊網絡中的應用，證明得出，這種新的通信技術穩定、可靠、價格便宜，值得在水情自動測報系統中廣泛應用。

GPRS；鬧德海水庫；水情自動化；工作特點

1 概 述

鬧德海水庫位于柳河上游、遼寧省彰武縣滿堂紅鄉境內，與內蒙古自治區庫倫旗接壤，目前是柳河上唯一一座大(Ⅱ)型控制性水利工程。

為確保水庫在運行期內的安全、經濟及科學調度，必須及時、準確地掌握其所在河段流域的水情信息，因此需要建立遠程水情自動測報系統。

由于水庫位于科爾沁沙漠腹地，地形相對復雜，目前已應用的超短波通信方式相對單一，對系統暢通率沒有充足的保障。例如，利用電臺通訊雖然經濟方便，但極易受環境影響而導致信號不穩定；有線通信雖然信號穩定，但價格昂貴，接線復雜。

GPRS 網絡具有較高的穩定性、可靠性、安全性，并且通信資費便宜。通過先前的電測也已知網絡信號也已完全覆蓋了鬧德海水庫上游以上流域，所以本文結合工程實際，介紹了GPRS 的功能特點，闡述了將GPRS 應用于鬧德海水情測報系統的設計及應用過程。

2 GPRS簡述

2.1 GPRS定義

GPRS是通用分組無線服務技術(General Packet Radio Service)的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業務[1]。GPRS經常被描述成“2.5G”，也就是說這項技術位于第二代(2G)和第三代(3G)移動通訊技術之間。它通過利用GSM網絡中未使用的TDMA信道，提供中速的數據傳遞。GPRS可說是GSM的延續。

GPRS和以往連續在頻道傳輸的方式不同，是以封包(Packet)式來傳輸，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜[2-3]。GPRS的傳輸速率可提升至56～114Kbps。

2.2 GPRS工作特點

GPRS，通用無線分組業務是一種基于GSM系統的無線分組交換技術，提供端到端的、廣域的無線IP連接[4]。GPRS充分利用共享無線信道，采用IP Over PPP實現數據終端的高速、遠程接入。

作為現有GSM網絡向第三代移動通信演變的過渡技術(2.5G)，GPRS在許多方面都具有顯著的優勢。

GPRS有下列特點：

1)可充分利用現有資源—中國移動全國范圍的電信網絡—GSM，方便、快速、低建設成本地為用戶數據終端提供遠程接入網絡的部署。

2)傳輸速率高，GPRS數據傳輸速度可達到57.6Kbps，最高可達到115Kbps～170Kbps，完全可以滿足用戶應用的需求，下一代GPRS業務的速度可以達到384Kbit/s[5]。

3)接入時間短，GPRS接入等待時間短，可快速建立連接，平均為2 s。

4)提供實時在線功能 “alwaysonline”，用戶將始終處于連線和在線狀態，這將使訪問服務變得非常簡單、快速。

5)按流量計費，GPRS用戶只有在發送或接收數據期間才占用資源，用戶可以一直在線，按照用戶接收和發送數據包的數量來收取費用，沒有數據流量的傳遞時，用戶即使掛在網上也是不收費的。

GPRS業務，具有接入迅速、永遠在線、流量計費等特點，在遠程突發性數據實時傳輸中有不可比擬的優勢，特別適合于頻發小數據量的實時傳輸，因而GPRS業務在某些行業上有特殊的應用。

3 GPRS技術在鬧德海水庫水情自動化測報系統中的應用

3.1 鬧德海水庫自動化測報系統組成

鬧德海水庫水情自動化測報系統始建于1989年，最初由中國科學院沈陽自動化研究所與鬧德海水庫聯合研制開發，歷經1992年、2001年、2006年和2009年更新改造，目前采用的是南京水利水文自動化研究所研發的產品。

該系統包括1個中心站，1個中繼站，20個雨量站和4個水位站。雨量站和水位站信息全部采用超短波為主通道、GPRS為備用通道的通信方式。超短波信號需經阿其瑪中繼站轉發至水庫中心站。 養畜牧河上設有5雨量站，1個水位站；烏根稿河上設有3個雨量站，1個水位站；扣河子河上設有11個雨量站，1個水位站；中心站設在鬧德海，此外鬧德海還設有1個雨量站和1個壩前水位站。鬧德海水庫流域水情測報系統網絡圖見圖1。

圖1 鬧德海水庫流域水情測報系統網絡圖

3.2 鬧德海水庫GPRS組網設計

系統結構采用點對多點( 監控中心對各個雨量站) 方式，即各個雨量站的數據通過通信網絡上傳到水情測報監控中心。終端采集雨量、水位數據發送到中心站，控制數據下行到各個雨量站。通訊組成由采集器、GPRS模塊、YDH-1終端、蓄電池等組成。

通訊方式采用超短波和GPRS 發送方式，使只要有GSM信號的地方就可進行構筑遠端遙測站，將遙測站的水位、雨量等數據通過GSM信號網絡送至中心站服務器。

遙測站水情測報系統采用南京自動化所設計水情查詢軟件和硬件設備、GPRS數據通信方式組網、定時自報工作體制。

3.3 水情監測中心站

中心站計算機以局域網方式配置，系統采用客戶機/服務器結構。網絡互聯采用工業標準TCP /IP 協議，各遙測站雨量、水位數據通過遙測終端收集，通過GPRS模塊進行數據傳輸，經移動公司GPRS網絡，由專線傳回中心站，中心站通過數據采集軟件接收了所有數據，進行誤碼檢測，然后通過數據收集工作站收集整理數據，按程序繪成相應數據圖表，然后由人工提取有關數據對水庫上游的水、雨情狀況進行分析，合理調度。

4 結 論

通過利用GPRS 數據技術在鬧德海水庫水情自動測報系統中的應用,可以得出：

1)GPRS技術適用于各種惡劣環境，可靠性較高。

2)GPRS收發頻率穩定，誤碼率低，

3)GPRS抗干擾性好。

4)GPRS 通信技術是一門新的數據通信技術，隨著GPRS 網絡不斷的發展，基于它的應用也會愈來愈廣泛。

[1]王蓓，劉玉甫，吳建軍.GPRS技術在水情自動測報系統中的應用[J].水資源與水工程學報，2009，20(03)：132-134.

[2]陳丹.GPRS技術在水情信息傳輸中的應用[J].水利水文自動化，2007(03)：42-44.

[3]王德君,任麗榮,郭勇,馬傳波.GPRS通信技術在水情自動測報系統中的應用[J].現代農業科技,2007(13):204-205.

[4]羅海龍,梁振海,王亞迪.GPRS技術在白石水庫水情自動測報系統中的應用[J].現代農業科技,2009(12):293-294.

[5]鄒雷,張志波.GPRS技術在防洪水情測報系統中的應用[J].河南水利,2005(07):36.

1007-7596(2014)11-0219-02

2014-05-24

徐巖(1982-)，女，遼寧沈陽人，工程師。

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