GPRS水情自動測報系統

一、前言
當前水安全和水資源問題已經成為社會和經濟發展中的重要因素。建立兼顧防災和水資源優化管理的保障系統，是現代水利和水利工程管理的需要。安全問題特別是因洪水等自然災害所引發的突發事故，其危害巨大，因此研究水情安全監控、預測系統，通過對水情及堤壩安全的動態監控、預報、及時發現事故尤其是突發事故先兆，迅速做出反應，實時給予決策支持并實施自動控制，為工程和相關地區提供安全保障；為管理部門提供多層次信息管理和決策支持手段，在兼顧防災水資源優化調度基礎上實現水資源可持續利用，充分發揮水利工程的效益。
GPRS水情自動測報系統是采用現代科技對水文信息進行實時遙測、傳送和處理的專門技術，是有效解決江河流域及水庫洪水預報、防洪調度及水資源合理利用的先進手段。提高了水情測報速度和洪水預報精度，改變了以往僅靠人工測量水情數據的落后狀況，擴大了水情測報范圍，對江河流域及水庫安全度汛和電廠經濟運行以及水資源合理利用等方面都能發揮重大作用。

二、系統組成
GPRS水情自動測報監測系統主要由中心控制站、手機、現場傳感器（雨量計、水位計等）、廈門宇能科技有限公司提供的數據采集、傳輸、控制于一體的 YN4112 GPRS RTU、水情監測軟件組成。
2.1、中心控制站實時通過 GPRS 網絡接收各遙測站上報的水文數據，對數據進行檢查、存儲、顯示、打印等處理，向所有遙測站發送控制命令，包括控制每天發送次數、校時等，按設定的時段間隔，計算出各雨量站的時段雨量值；統計上報數據的次數及工作狀態，檢索數據。遙測站的主要任務是自動實時采集、存貯雨量及水位數據，按設定的時間及時間間隔通過 GPRS 網絡向中心控制站傳送水文數據。
2.2、宇能 YN4112 GPRS RTU 產品介紹
2.2.1、GPRS傳輸特點基于水情分布點多面廣，其遠程采集大多仍沿用有線傳輸方式，線路維護量很大。由于電話線公用，通訊時經常發生沖突，既影響了數據的傳輸也對水調部門的正常工作造成了干擾，并且此種方式對通訊部門程控交換機正常、穩定的運行也有一定的影響。為保證傳輸質量，若采用專線方式，投資成本太高；采用 GPRS/CDMA 無線數字網的通訊方式，很好地解決了遠程水情信息采集的瓶頸問題。
2.2.2、YN4112 GPRS RTU 基本原理:
宇能 YN4112 無線測控終端內置：CPU模塊、數據存儲模塊、控制模塊、GPRS數據通信模塊。可現場接入多路模擬量、開關量、干觸點信號、繼電器信號等數據，然后直接通過 GPRS 無線模塊將現場數據與遠程控制中心連接，將采集數據實時發送到遠程數據庫服務器，并存儲到數據庫中。通過該系統，即使在遠離觀測現場的異地，也能方便地對水情要素：如水位、雨量、壓力等環境數據的采集讀取，真正實現了遠程監測和數據共享的功能。除數據遠程采集、實時監控外，系統還可實現遠程手機報警，并通過用戶手機遠程控制現場設備。

2.2.3、YN4112 GPRS RTU 功能特點：
● 配備多種接口資源，包括模擬信號采集、開關量輸入、輸出、脈沖信號輸入等；
● 支持一路RS232/RS485方式的用戶數據接口，可接入PLC等各種設備；
● 采集傳輸控制一體化，提高了系統可靠性，降低了成本；
● 采用工業級超低功耗高性能的嵌入式處理器；
● 用戶可以編程的量程轉換和報警上下限設定；
● 內設工業時鐘，精確計時；
● 自動定時上報和事件觸發上報功能；
● 內置大容量FLASH存儲器，數據自動記錄，支持歷史數據檢索；
● 板載GSM/GPRS傳輸模塊，方便用戶選擇GSM、GPRS組網方式；
● 提供用戶設置軟件，開放式接口，方便與組態軟件及其它軟件連接；
● 工業級設計，穩定可靠，堅固耐用；
2.2.4、系統拓撲圖:

三、系統功能及特點
3.1、功能
● 具備水位、雨量自動采集功能，能自動采集到水位計 1cm 的水位變化值和 1mm 的降雨量，水位采樣間隔可編程設置，并具有數字濾波功能。
● 定期采集滲漏量、壩體位移、浸潤線等壩體性態信息。
● 具備定時自報功能，按預先設置的定時時間間隔（可任意設置），向中心站發送當前的水位、雨量數據，同時包括測站站號、時間、電池電壓、報文類型等參數。
● 在規定的時段內水位變幅以及降雨量超過設定值時，具備短信、軟件報警功能。
● 數據庫查詢（分類、統計、表格生成）。
● 設備結構簡單、維護方便、具有很好的防濕、防雷擊、抗暴風等能力，能在惡劣的天氣環境下和無人值守情況下正常運行。
3.2、特點
● 雨量、水位觀測全面實現自動觀測，長期自記和固態存儲，為智能自動化化創造了條件，減輕職工勞動強度，提高了資料整編質量。從根本上解決長期以來水情拍報與資料整編成果不一致的問題。
● 測驗設施設備改造、完善后，提高了測驗質量，收集的測驗數據量多且更加精確、可靠、為水利工程建設和水資源優化配置、水環境保護提供更加可靠的資料；為地方經濟建設服務。
● 報汛手段更加科學、可靠，水情信息量有較大增加，傳輸時間明顯縮短，抗干擾能力提高，信息差錯率大幅降低。
● 采用先進的報汛通信手段后，實時水情信息將有明顯增加，流域面上的實時雨水情更加準確及時，并得到快速處理，實現作業預報計算機化。改變了手工作業預報的落后狀態，使作業時間縮短，預報精度提高；預見期增長能為各級防汛指揮部門提供更加及時、準確、全面、直觀的雨水情信息和預報結果，爭取抗洪搶險時間，減少人民生命財產損失，將取得極大的社會和經濟效益。

四、結論
GPRS水情自動測報系統具有可靠性高，讀識方便，數據實時性好等優點。建成后的水情水位自動測報系統可為堤壩防洪調度決策提供及時、準確的科學依據。今后，隨著建設的不斷進展和水情測報系統的完善，水情測報系統將極大地增強水利部門對各水庫水情的監測能力，為領導的決策提供科學依據，為防洪度汛、興利除害發揮出更大的作用。