摘要GPRS移動通信技術具有覆蓋范圍廣、網(wǎng)絡能力強的特點,克服了傳統(tǒng)的專網(wǎng)通信系統(tǒng)費用高，網(wǎng)絡覆蓋范圍和用戶數(shù)量有限的缺點。白石水庫水情遙測系統(tǒng)利用GPRS技術來改造了原有的超短波通信和衛(wèi)星通信水情遙測系統(tǒng)，既節(jié)約了成本,又實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。
　　關鍵詞GPRS技術；水情自動測報系統(tǒng)；應用；白石水庫
　　
　　1工程概況
　　白石水庫控制流域面積為17649Km2，水情自動測報系統(tǒng)于2000年建成使用，由1個中心站，2個中繼站、4個水文站、1個水位站、13個雨量站組成，承擔白石水庫與上游閻王鼻子水庫之間的8167Km2的流域水情測報。2006年遼寧省防汛抗旱指揮部為了理順在遼寧省水情測報與水情信息流程實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一設備，統(tǒng)一管理的目的，指定白石水庫與其它水庫一起由南京水利水文自動化研究所對水情遙測系統(tǒng)實施GPRS通信改造。
　　2GPRS技術工作特點
　　GPRS是通用分組無線業(yè)務GeneralPacketRadioService的簡稱，是在GSM全球移動通訊系統(tǒng)上發(fā)展出來的一項新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務。它是一項高速數(shù)據(jù)處理的科技，能提供短消息和數(shù)據(jù)通信兩大功能。白石水庫水情分中心充分利用了GPRS能適應全天候工作，來進行降雨量和水位監(jiān)測的。
　　3白石水庫水情遙測系統(tǒng)
　　3.1白石水庫水情分中心組網(wǎng)形式
　　白石水庫水情分中心是9個省直屬水庫水情分中心之一，白石水庫水情遙測系統(tǒng)實施GPRS通信技術改造后，對原有水情遙測站點進行了加密，由原來的17個增加到25個，以適應遼寧西部地區(qū)降雨不均的特點。每個遙測站由1臺YDH—1型遙測終端機(內含數(shù)據(jù)采集處理器、GPRS模塊、室內天線)、太陽能板、免維護蓄電池、雨量計（壩前遙測站包括水位計）組成（圖1）。
　　
　　圖1水情遙測系統(tǒng)雨量站點布置及GPRS網(wǎng)絡傳輸示意圖
　　3.2GPRS組網(wǎng)設計
　　（1）GPRS組網(wǎng)及中心、分中心站的數(shù)據(jù)接入方法。根據(jù)水文數(shù)據(jù)傳輸應用的特點，移動運營商為用戶建立自己的無線VPN（VirtualPrivateNetwork）專用數(shù)據(jù)網(wǎng)，遙測站將各項水情數(shù)據(jù)實時采集后通過GPRS模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到中國移動GPRS網(wǎng)絡。GPRS網(wǎng)絡將各個遙測站的采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)街付ǖ乃�情分中心站進行數(shù)據(jù)處理，通過水情調度軟件完成對各遙測站的監(jiān)視控制、水情警戒以及歷史曲線顯示等功能。
　　（2）虛擬專用網(wǎng)VPN業(yè)務實現(xiàn)方式。用戶申請了GPRS專用VPN后，根據(jù)移動運營商分配給數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)內固定IP地址，數(shù)據(jù)中心通過無線GPRSModem與遙測站實現(xiàn)多點對中心的數(shù)據(jù)通信，遠地遙測站根據(jù)配置的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)內IP地址與數(shù)據(jù)中心建立數(shù)據(jù)通道。數(shù)據(jù)在自己的VPN專網(wǎng)內進行通訊，外界的終端或節(jié)點不能進入，數(shù)據(jù)安全性好；保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性；靈活性高，不需要土建施工。
　　（3）GPRS帶寬選定。白石水庫水情分中心系統(tǒng)有25個遙測終端，每個站自報遙測數(shù)據(jù)包為20個字節(jié)，單站數(shù)據(jù)流則為200bit，25個站為5Kbit，若要求在1s內全部傳輸完畢，其占用帶寬約為5kbps，小于中心端實際傳輸帶寬。由于水情遙測站點的分布特點，一個基站范圍內站點數(shù)目非常有限，所以能夠有效保證站點數(shù)據(jù)上傳。
　　（4）數(shù)據(jù)傳輸方式。各個水情遙測站采集系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)轉換和數(shù)據(jù)打包后送到GPRS模塊，GPRS模塊根據(jù)實現(xiàn)定義的接入點名稱APN（AccessPointName）連接方式將打包好的數(shù)據(jù)增加部分冗余碼和校驗碼轉換成適合在無線鏈路上傳送的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包信號，發(fā)送到移動公司局端的專用APN后透明傳遞到水情分中心。同樣，水情分中心可以將命令對遠端遙測站的設置參數(shù)等傳遞到遙測站點，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程讀取和遙測站工作參數(shù)的遠程設置。
　　3.3遙測站的工作原理
　　遙測終端機平時處于休眠狀態(tài)，當某一觸發(fā)信號(雨量計動作、時鐘或定時器到時等)將其喚醒后即進入工作狀態(tài)。遙測終端機采集雨量、水位等數(shù)據(jù)后判斷是否滿足設定的發(fā)送條件，若滿足，則將數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS模塊發(fā)往各中心站，之后重新進入睡眠狀態(tài)；若不滿足，則直接重新進入睡眠狀態(tài)。遙測站工作原理如圖2所示。
　　
　　圖2遙測站工作原理示意圖
　　4系統(tǒng)運行中遇到的幾個實際問題
　　白石水情分中心GPRS水情自動測報系統(tǒng)運行3年來，也出現(xiàn)了如下幾個問題。
　　⑴站點選址。因當時有的站點選址只考慮到雨量站點的組網(wǎng)范圍和信號的強弱，未與當?shù)氐慕ㄔO規(guī)化相結合，有的站點因住戶拆遷或房屋轉讓需重新建站，因此在系統(tǒng)實施前應切實做好測站選址的論證。
　　⑵移動信號強弱對數(shù)據(jù)傳輸效果影響較大，有的站點安裝后因信號不穩(wěn)定經(jīng)常發(fā)生數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，后來通過與移動運營商協(xié)商在附近增加移動基站或站點設備更換信號放大天線，才保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。
　　⑶有的站點終端機模塊經(jīng)常發(fā)生死機現(xiàn)象，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)是由于測站濕度較大，造成設備模塊內部出現(xiàn)銹蝕，引起模塊死機故障。
　　⑷實際使用中公網(wǎng)的故障是水情維護人員無能為力的事情，例如移動的基站出了故障分中心收不到報文，系統(tǒng)管理員就只能等待移動公司的人員進行維修。
　　⑸由于系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊涉及網(wǎng)絡流量費用結算，有的站因故障收不到信息停止命令，造成數(shù)據(jù)不停的補報，發(fā)生大量的通信費用，因此對來數(shù)異常的水情遙測站應及時進行維護。同時使用方應專人跟蹤各測站數(shù)據(jù)通信業(yè)務運行情況，以免因SIM卡號過期失效，導致更換新卡增加去現(xiàn)場維護頻次。
　　5結語
　　GPRS通信技術和理念為水情遙測系統(tǒng)建設提供了新的解決方案，實踐證明在水情自動測報應用方面，GPRS通信與其它的通信方式比較具有很大的優(yōu)勢，相信未來的3G時代，現(xiàn)代通信技術同水利事業(yè)相結合的技術發(fā)展會更趨明顯。