阿尔泰使用GPRS模块实现水文水资源监测控制系统的功能
前言
我国山川湖泊众多，各地水文，水资源利用工程的监测控制具有重要意义。水资源监测内容包括：水位、流量、流速、降雨（雪）、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质，水资源的控制如阀门，电箱等等，内容根据实际情况可增可减。系统采用无线通讯方式实时传送各地的监测数据到上级数据中心，形成统一集中的监测管理系统，可以大大提高监测工作效率。以某地水资源监测监控系统的应用作个介绍。
功能以及特点
（1）系统总述：
水资源监测由监测中心、通信网络、监测站点、测量设备四部分组成。
◆ 监测中心：由服务器、公网专线（或移动专线）、水文监测系统软件组成。
◆ 通信网络：GPRS/短消息/移动专线。
◆ 监测站点：水文监测终端。
◆ 测量设备：雨量传感器、水位计、工业照相机或其它仪表变送器。
（2）测量设备
测量设备主要有雨量传感器、水位计、工业照相机、水温、水泵或阀门运行状态、设备供电状态和箱门开关状态或其它仪表变送器。可能涉及到视频图象，静态图片，实时传感器数据等，因为各个监测点的设置可能根据当地情况的不同而采集传送的数据就可能有所不同。对于实时传感器数据可能是数字信号，开关信号，模拟信号，有的会加上信号调理，开关信号和数字信号要转换为TTL的电平，模拟信号要转换为标准的电平。
（3）监测站点。
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。
监测站点以工业控制主机，周围围绕大量的水文传感器，传感器通过Zigbee终端数据采集模块连接到主机Zigbee服务器模块。Zigbee终端数据采集模块采用阿尔泰的ZIGBEE1081，支持16路模拟量输入，16路干接点输入，16路继电器输出；66MHZ主频的32位RISC处理器、2MB NOrFlash、512KB SRAM，支持CF卡，存储、转移数据方便快捷，支持zigbee数据传输方式，工作温度范围工作温度：-40℃-+80℃，所以对野外恶劣条件下都不存在问题。主机挂Zigbee服务器组网模块ZIGBEE1080，可以组成星型网、树型网、链型网、Mesh网络(网状网）。工程采用了星型网，以主机为中心，周围的各种数据采集终端主动连接到这个主机服务器模块ZIGBEE1080上，从而将大量数据源源不断的送到主机处理和一定分析，储存。经过主机处理分析后，经阿尔泰的GPRS模块A-GPRS1090I无线联网到上级监测中心服务器，将数据上报给监测中心。同时主机也不停的侦听监测中心送来的控制命令，实施一定的动作操作，包括关闭阀门，接通开关，监测各个通道传感器的状态，对特定传感器进行采集等。Zigbee传感器终端与Zigbee服务器的传输距离：普通型－ 室内：<30m，室外：<100 m；增强型 － 室内：<100m，室外：<1000 m (ZIGBEE1080A+)。所以，具有很大的优势。此次，传感器送来的数据有瞬时流量、累计流量、剩余水量、供电状态、蓄电池电压、水位状况、水质状况、水泵状态、时间等，通过主机的处理和计算，形成了一个完整的协议表格，协议表格由监测站运用表格规范制定，最后通过A-GPRS1090I无线联入以太网传送给监测中心。A-GPRS1090I工业级，支持双频GSM/GPRS，模块内嵌完整的TCP/IP协议栈，提供RS-232/485接口，数据终端支持永远在线、空闲下线、空闲掉电三种工作方式，支持短信和打电话唤醒功能。
（4）监测数据调度中心
阿尔泰的GPRS模块A-GPRS1090I无线联网到上级监测中心服务器，将实时动态数据显示在监测中心屏幕以及保存到数据库里。中心公网固定IP或采用动态域名，监测站点主动向中心发起连接，新增监测点数量没有限制，新增监测点监测内容自动完成定义，无需数据中心干预。 数据中心可以对各地的监测点数据进行手动巡检，定时巡检，随机抽查，分组巡查。
遥控功能可以对各地监测点某个监测数据通道进行开关操作，可以远程设置各路数据通道上下限值，通讯参数，时间校正，定时操作等。
对测试到的数据进行图形，数据功能的显示和储存，以及报表打印，历史数据的显示。
结论
过去的水文监测实时性差，各地难以统一管理和监测，采用了专业的数据采集监测管理系统，对基层逐级数据上报传的集中统一管理效率和结构是一次飞跃，特别基站首次采用了先进的Zigbee技术，对具有自组织网技术的成功应用是一个很好的案例。
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