無線通信技術在水利水電自動化中的應用

張和喜，王永濤，李軍 等編著

中國水利水電出版社出版

定價：78.00元

無線通信是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性而進行信息交換的一種通信方式，具有傳輸快、使用方便、覆蓋范圍廣等特點，在水利水電自動化領域得到了廣泛應用。由張和喜、王永濤和李軍等編著的《山區現代水利自動化與信息化系統》一書，主要介紹了貴州山區現代水利自動化與信息化系統的實施背景與意義、應用現狀與發展趨勢，并且提出了自動化與信息化系統建設的相關內容與目標，完成了系統總體設計與詳細設計。全書共分三章，分別是系統概念及意義、系統關鍵技術、系統需求分析與總體設計。該書科學描述了系統上位機、下位機硬件的優化設計與選型，同時應用快速成形技術對外殼展開了設計與制作。此外，該書還介紹了系統相關設備的選型與配置、太陽能供電功率核算、灌溉系統軟件及控制策略、主要作物灌溉制度研究、系統試驗驗證以及應用示范內容。該書最為顯著的特征是其具備良好的適用性、科學性以及實用性，能夠作為廣大水利水電自動化領域工作者的指導書。

結合該書中的相關技術以及當前水利水電自動化系統現狀，目前工作人員廣泛采用的無線通信技術主要包括以下幾種：第一，衛星通信技術。該項技術是利用發射的衛星作為中繼而展開的無線通信，是現代無線通信技術的核心成果，同時也是航天技術實踐應用的重要領域。衛星通信技術顯著的應用優勢是通信范圍大、容量大、頻帶寬，能夠適用于不同業務，成本與通信距離無關。第二，擴頻微波和無線網橋技術。該項技術是新型的數據傳輸技術，其應用優勢在于具備良好的抗干擾能力、覆蓋面廣、傳輸距離遠，能夠適應野外聯網應用。擴頻微波技術的應用能夠在擴頻信道上同時傳輸視頻圖像、語音以及文字等多媒體信息，是一種較為先進的無線多媒體介入手段。無線網橋技術作為現代無線射頻技術與傳統有線網橋技術的結合物，是基于利用無線電進行遠距離數據傳輸點對點網間互聯而設計的。擴頻微波和無線網橋技術能夠幫助人們用來傳輸對寬帶要求較高的視頻監控等大數據信號傳輸業務。第三，短波通信技術。該項技術是基于運用3～30兆赫波段的無線電波進行傳輸信息的通道，其應用優勢在于：首先，短波是唯一不受到網絡樞紐和有源中繼體制約的一種遠程通信手段，具備很強的自主通信能力與抗毀能力。其次，短波通信運行成本相對較低。相關工作人員可通過應用微處理器、跳頻技術、數字信號處理等，全面提升短波通信質量和數據傳輸效率，并充分保障該項通信技術的抗干擾能力與適應能力。

《山區現代水利自動化與信息化系統》一書詳細介紹了關于水利自動化與信息化系統建設的相關內容與目標，在現代水利水電自動化系統搭建過程中，無線通信技術的應用至關重要。在水利水電自動化系統設計中，設計人員選擇應用無線通信方式，需綜合考慮多方面因素，比如在水庫運行管理中，當水庫區實際范圍偏小且具有良好的通視效果時，設計人員可優先采用無線短波通信或者微波通信，這樣不僅能夠幫助企業降低投入成本，還可減輕后期運行工作任務量;如果水庫區域較大且數據傳輸距離有遠有近，設計人員則需合理使用GPRS /CDMA 技術或者超短波技術。同時，設計人員依據實際情況還可采用雙通道數據傳輸方式，這樣能夠充分保障無線通信數據良好的抗干擾性與實時性。如果水利水電自動化系統搭建對于數據傳輸量有著很高要求，設計人員就需要運用衛星、網橋等無線通信技術，這樣有利于提高傳輸數據的清晰度和連續性。衛星通信技術應用能夠實現數據的遠距離傳輸，然而運營成本會相對較高。而網橋技術則會受到環境因素的限制，設計人員需促使網橋與中繼體之間進行通視，才能保障數據的安全穩定傳輸。在現代化水利水電自動化系統建設工作中，無線通信技術的實踐應用發揮著極為重要的作用。通過將該項技術融入水利水電自動化控制工作中，能夠實現對水利水電工程的實時監測與預警工作目標，幫助工作人員及時采取合理防范控制措施，構建完善的防洪減災體系，以避免發生嚴重安全事故而威脅到工作人員的生命安全和企業財產安全。與傳統有線通信技術相比較，無線通信技術在水利水電自動化中的應用有著建設運行成本低的優勢，能夠在各種惡劣環境下持續保持正常穩定的運行狀態，方便工作人員高效傳輸和接收水利水電運行數據，提高整體管理水平。

綜上所述，在現代水利水電自動化系統建設工作中，無線通信技術的實踐應用能夠實現管理系統的信息化、可視化以及科學化管理目標。與傳統有線通信技術應用相比較，無線通信技術能夠降低綜合運營成本，實現數據的遠距離穩定傳輸，幫助企業最大程度提高管理工作質量和效率。

作者簡介：何少尉（1982—），男，浙江紹興人，浙江郵電職業技術學院電子與通信工程學院講師，研究方向為電子與通信工程