短信平臺的設計與實現

陳永峰 劉揚 鮑慶雪 張繼剛

摘 要：國內許多降雨監測水文站仍采用人工方法監測水位和降雨量。近些年來，隨著社會的進步和經濟科技的發展，人們的生活、工作和生產水平有了很大提高。雨量監測系統對于研究降水尤其是暴雨特征具有重要意義，并且對農業、城市建設、電信、交通、水利等國民經濟部門及防災、減災策略的制定具有重要作用，降雨監測短信平臺是雨量監測預警系統的重要組成部分，可根據雨量監測流程和預警級別自動發送監測和預警信息；當監測設備發生故障時，也可實時向設備管理人員發送提醒短信；此外，還可以通過特定編碼詢問方式，通過短信索取當前降雨監測數據。

關鍵詞：短信平臺；雨量監測；預警系統；監測設備

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）07-00-03

0 引 言

GPRS自動雨量站狀態監控和數據應用系統能夠及時發現、排除本區域鄉鎮自動雨量站因布設環境或設備自身問題而造成的故障， 某一站點雨量達到暴雨標準時， 能夠及時預警并對區域雨量進行等值線分析。雨量監控系統短信平臺建設的目的是為了解降雨量監控的方法與流程，掌握基于短信貓的短信接收與發送相關開發工具的使用，將兩者結合完成雨量監控系統短信平臺的研發。雨量監測系統短信平臺實時性強，可以達到實時監控的目的。采用無線GPRS網絡，減少了布線成本，可以更好地擴展網絡，利于系統擴展。采用傳送一體化設計，無需客戶自己集成，簡便快速。遇到緊急情況時，現場控制器可發送報警短信通知相關人員。可遠程短信查詢系統狀態，緊急報警，參數設置。通過寬帶網和互聯網為各級氣象部門及時提供詳實的雨情資料；為各級政府、防汛部門提供重要的決策依據；為網絡管理人員提供了管理平臺。所有站點資料、維護情況都存儲入庫，方便查詢，及時掌握所有雨量監測點運行情況， 使站點維護人員能夠及時收到故障短信， 從而加強了保障能力。

1 短信平臺在降雨監測系統中的定位

短信平臺在降雨監測系統中的定位如圖1所示，利用物聯網技術，采用在每個監測點部署雨量傳感器的方式，建設降雨監測網絡，通過無線網絡將監測數據傳回指揮中心，在此基礎上建立雨量監測預警系統，實現了實時降雨量展示，歷史雨量查詢、統計，重大雨情短信提醒等功能，為日常城市管理與防汛工作提供了有力的輔助決策支撐。其中，短信平臺是雨量監測預警系統的重要組成部分。

雨量監測短信平臺利用短信收發裝置（也稱短信貓），根據雨量監測和預警的流程，設計短信發送啟動機制、短信平臺數據庫以及短信發送內容和格式；設計短信接收和自動回復的方法，并建立相應的短信服務平臺，接收和發送雨量短信，最終實現雨量信息的短信發送接收管理。

2 短信貓簡介

2.1 短信貓及其功能

所謂短信貓，其實是一種用來收發短信的設備，這種設備和我們用的手機一樣，需要手機SIM卡的支持，需要收發短信時，在短信貓內插入一張我們平時用的手機卡，接通電源，通過（USB或者串口、網口）數據線和電腦相連，在電腦的應用管理軟件中就可以實現短信收發的功能。

支持GSM制式通訊的調制解調器一般也稱為GSM Modem。在行業應用市場上，GSM Modem最大的用途是收發短信，故被稱為短信貓[1]。短信貓還有很多別稱，如GSM貓，無線貓，短信模塊，GSM短信模塊等。其主要功能是電話、緊急呼叫、全速率、增強全速率及半速率（FR/EFR/HR）、雙音多頻功能（DTMF）、GSM數據/傳真、異步、透明與非透明數據電路、自動傳真組3（Class 1和Class 2）等。其中短信服務功能包括文本和PDU、點對點（MT/MO）、蜂窩廣播[2]。本文研究所使用的短信貓設備如圖2所示。

2.2 短信貓的應用和發展。

短信平臺是一種B/S模式的短信發送網站系統，通過互聯網在網站上進行操作以實現短信的自定義發送、群發、提醒等。短信群發平臺其實是一種裝載在電腦上的短信群發軟件，一般具有短信的單發、群發、分組等功能，有的還有一定的CRM管理功能，也是商務短信的主要載體。

3 平臺的設計與實現

3.1 平臺功能框架

降雨監測短信平臺負責向預警應急管理人員發送預警短信。若雨量傳感器設備出現故障，則自動向雨量設備管理人員發送提醒短信；另外，也可以采用特定編碼詢問的方式，通過短信索取當前降雨量數據，系統驗證后自動回復。降雨監測短信平臺功能框架圖如圖3所示。

平臺主要功能分2大塊，按照用戶角度稱為被動提示和主動查詢。

3.1.1 被動提示

被動提示即用戶被動地收到短信，信息包含以下兩方面內容：

（1）預警提示：根據當前降雨預警級別，發送預警短信。

（2）故障提示：當設備發生故障后，第一時間向設備管理者發送故障短信。

3.1.2 主動查詢

主動查詢即用戶主動向短信平臺發送查詢短信，并由短信平臺返回相應的短信息，包含以下三方面內容：

（1）歷史雨情統計：統計監測區域內各個站點或者街道某個時間段內的信息，如監測區域所有監測點的雨量平均值，最大、最小值及發生時間，并以短信形式發送給用戶。

（2）歷史雨情查詢：查詢歷史雨量情況，如全天24小時雨量信息，最近4小時雨量信息，并以短信形式發送用戶。

（3）實時雨情查詢：可以查詢各街道、監測站點的雨量值，并按照從小到大的順序排列，以短信形式發送給用戶；查詢目前的預警級別，同樣以短信的形式發送給用戶。

3.2 部分功能詳細設計

3.2.1 主動查詢

3.2.1.1 整體區域查詢

整體區域查詢通過發送短信的方式獲取監測全部區域當前的平均降雨量，單位為毫米，具體發送內容與回復內容信息如表1所列。

3.2.1.2 站點查詢

站點查詢通過發送短信的方式獲取監測區域內各個監測點當前的降雨量，單位為毫米，具體發送內容與回復內容信息如表2所列。

3.2.1.3 街道查詢

街道查詢通過發送短信的方式獲取監測區域內各個街道的平均降雨量（每個街道布設若干個監測點），單位為毫米，具體發送內容與回復內容信息如表3所列。

3.2.1.4 歷史雨情查詢

歷史雨情查詢包括以下兩項：

（1）4小時查詢：發送區域名稱或監測站點編號或街道名稱+日期+data4h，如XC20120530data4h，返回最近4小時的降雨信息。

（2）全天24小時查詢：發送區域名稱或監測站點編號或街道名+日期+dataday，如XC20120530dataday，返回最近24小時的降雨信息。

3.2.2 被動提示

3.2.2.1 預警提示

預警提示功能為：若降雨量監測達到一定等級，則自動向防汛管理人員發送降雨量實時信息短信。例如雨量值在10毫米時，按雨量等級屬于中雨，則發送中雨預警短信。雨量等級劃分情況具體如表4所示。

3.2.2.2 故障提示

故障提示功能為：若降雨監測設備發生故障，如長時間不報數、數值嚴重不符等，則自動向設備管理人員發送故障信息短信。設備狀態情況具體如表5所列。

3.3 平臺實現

本系統采用B/S軟件體系結構[1]，運用Flex平臺，使用SQL2008數據庫，后臺使用Java技術，實現前臺與后臺的高速交互。運用Socket通信將數據傳輸到服務器并存儲入數據庫，通過Java后臺把數據調用到前臺，之后進行解析、判斷。地圖數據通過ArcGIS Service 10.0發布緩存地圖，實現地圖的調用顯示等功能，從而實現了整個系統的開發。將系統導出發行版發布在Tomcat下，實現互聯網的共享服務。其中，短信平臺發送模板界面如圖4所示，后臺服務界面如圖5所示。后臺操作將雨量數據插入數據庫，短信貓對其插入的數據進行定向發送。

4 結 語

本研究的最大特點是自主建立了北京市西城區雨情監控短信平臺。因此，城市防汛監測和預警就可以不依靠氣象部門的降雨量信息（只起輔助作用），而采用自主雨情監測網絡的實時降雨量數據作為分析的主要數據源進行預警，大大提高了監測數據的可靠性與精度。同時，因為可以自由確定監測點位置（如長期積水點附近），監測的針對性大大提高。

雨量監測系統短信平臺實時性強，可以實現具體街道具體站點的詳細降雨信息，基于GPRS將信息發給相關負責人員，采用這種一體化的設計，可以減少政府的投資成本，若遇到緊急情況，可以在無人操作的情況下完成一系列報警，對城鄉建設具有重要意義。

參考文獻

[1]李壽林，張鷹，李秀萍.利用GSM無線模塊收發短消息[J].計算機與數字工程，2005， 33（7）：79-81，84.

[2]張云，熊承燕.基于GSM的短消息業務協議分析[J].無線通信技術，2001，2（10）：34-40 .

[3]吳青，仵博.基于TC35i的GSM報警器的設計與實現[J].微計算機信息，2009，25（1-2）：306-307.