基于GPRS的灌區水資源監測系統研究

張洋

摘要：灌區在農業經濟中扮演著重要的角色，灌區水資源監測對灌區的信息化發展必不可少，傳統的灌區水資源監測監測量單一、監測手段落后、監測系統多處于C/S單機架構已經不能滿足信息化需求。本文在已有的監測方法上結合信息化技術，以基于GPRS技術以及B/S瀏覽器架構研究一種更加智能化、現代化的遠程灌區水資源監測系統來滿足現有需求。

關鍵詞：水資源監測 GPRS B/S架構

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）07-0076-01

1 引言

2010年針對全國范圍內的灌區專項普查中對國內灌溉面積在50畝以上的灌區進行數據統計調查和全國水灌區水利設施基本情況考察。調查結果顯示我國大型灌區共有456宗，中型灌區7316宗，小型灌區205.82萬宗，其中大部分中小型灌區對灌區水資源監測多處于人工監測狀態，部分大型灌區監測數據難以集中到相關部門[1]。對此本文研究出基于GPRS灌區水資源監測系統可實現對灌區水資源數據自動采集存儲、遠程發送、網頁瀏覽等功能。

2 系統總體結構設計

監測系統總體結構如圖1所示。

其中數據采集部分主要實現對數據的自動采集存儲，由遙測終端（RTU）完成；數據傳輸部分通過RTU的GPRS模塊將監測信息發送至上級監控服務器，GPRS通過ADSL方式或APN專線方式連入服務器；服務器通過TCP/IP協議接收數據，基于B/S架構的上位機可使用戶通過Web訪問服務器查看各灌區水資源監測信息[2]。

3 系統硬件設計

RTU實現數據的采集、存儲、發送功能RTU基本硬件結構如圖2所示。

其中主控芯片為PIC18F67K22型號。RTU接口包括485接口、GPRS接口、433HZ無線模塊接口、模擬輸入輸出接口、顯示屏接口等。

GPRS模塊采用BENQ GPRS，使用移動2G手機卡開通流量包月服務以及VPN服務。模塊通過內嵌TCP/IP協議建立與服務器連接。利用GPRS可使用單片機IAP功能實現RTU的遠程升級。服務器將RTU程序的bin文件以數據包形式通過GPRS發送給RTU完成此功能。

4 服務器上位機設計

系統服務器上位機軟件總體采用三層結構：界面層、數據層、通信層。結構圖如圖3所示。

通信層主要通過Socket（套接字）建立連接，以TCP/IP協議接收RTU上報灌區水資源數據以及下發RTU控制指令。控制命令的下發由界面層瀏覽器觸發，由通信層的WCF服務封裝命令，再由通信服務程序發送到RTU[3]。

數據層的數據庫是整個上位機系統的核心與紐帶，提供灌區用水量數據的查詢、存儲、維護等功能。使用SQL Server 2008以.NET平臺進行開發基于SQL語言編寫，本系統數據庫包括：水情數據庫、工況信息庫、報警數據庫、系統數據庫。

界面層主要實現用戶Web瀏覽功能主要，基于JavaScript對象XMLHttpRequest的Ajax實現界面的實時數據顯示，與數據庫建立連接實現數據訪問查詢，以MSChart控件完成圖表繪制顯示，同時系統上位機還需設置圖形報表查詢以及管理員安全設置。

5 結語

本文研究設計的基于GPRS灌區水資源監測系統符合灌區信息化建設要求，解決了偏遠灌區監測難等問題，同時具有很好地實用性。

參考文獻

[1]金喜來，楊軼.國家水資源監控能力建設全面展開穩步推進[J].中國水利，2011（24）：158-159.

[2]姚姍姍.基于.NET框架的灌區信息開發與應用[D].廣西大學，2006.

[3]黃亞萍.灌區信息采集處理系統的軟件設計[D].哈爾濱理工大學，2012.