河道水資源監測中GPRS技術(shù)的功能論文
1 概 述
河道生態(tài)系統的建設與發(fā)展影響著(zhù)我國社會(huì )的可持續發(fā)展，但是人們對于環(huán)境保護意識方面還存在一定的缺陷，這就會(huì )在經(jīng)濟發(fā)展過(guò)程中對河道造成相應的污染； 所以，相關(guān)工作人員應該及時(shí)利用GPRS 技術(shù)對河道進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，組建河道水資源水文資料的實(shí)時(shí)收集系統[1],這樣才能為河道水資源的保護提出合理的方案以及保護措施。
1. 1 GPRS 技術(shù)概念
GPRS 技術(shù)是指通訊分組無(wú)線(xiàn)服務(wù)技術(shù)，這項技術(shù)的應用主要是在移動(dòng)數據業(yè)務(wù)方面，是現階段遠程無(wú)線(xiàn)通訊的一種比較適用的方法，它在某種程度上可以認為是 GSM 技術(shù)的一種延續； GPRS 技術(shù)主要是在原有的 GSM 系統上加入了分組數據節點(diǎn)，這樣更能夠滿(mǎn)足遠程無(wú)線(xiàn)通訊的要求。
GPRS 技術(shù)具有自身的網(wǎng)絡(luò )獨特性，它能夠保持不間斷的對地域進(jìn)行實(shí)時(shí)的監控并及時(shí)對采集到的信息進(jìn)行傳輸； 同時(shí)它還有雙向通信的特點(diǎn)，可以對遠處的各個(gè)終端設備進(jìn)行遠程操作。在使用過(guò)程中，只需要進(jìn)行遠程的監控，并不需要建設中繼站以及基站等。GPRS 技術(shù)是采用 TCP 或者 UDP協(xié)議實(shí)現對數據的傳輸，所以其通訊的正確率很高； 同時(shí)，它還可以對大容量數據進(jìn)行高效的傳輸[2],傳輸速率很高，一般可以達到40 kbps左右。
1. 2 GPRS 技術(shù)功能
GPRS 網(wǎng)絡(luò )的工作方式主要是通過(guò) IP 地址尋址來(lái)進(jìn)行，因此只需要監控中心對 IP 和具體的端口號進(jìn)行指定，并接入互聯(lián)網(wǎng)就可以實(shí)現 GPRS 遠程監控。IP 號是由網(wǎng)絡(luò )商進(jìn)行分配的，所以在沒(méi)有進(jìn)入待機頁(yè)面時(shí)，不具備 IP 地址，只有各個(gè)監控點(diǎn)建立傳輸通道之后，服務(wù)器等設備才可以開(kāi)始工作，進(jìn)行數據的傳輸[3].
1. 2. 1 服務(wù)器
服務(wù)器端程序在運行的過(guò)程中，會(huì )對各個(gè)監控點(diǎn)的工作進(jìn)行監視，若是有需要建立連接服務(wù)的，就會(huì )自動(dòng)對其進(jìn)行連接并接受其傳來(lái)的數據信息。
同時(shí)，服務(wù)器端口可以通過(guò) Socket 對數據進(jìn)行快速準確的傳輸。
1. 2. 2 客戶(hù)機
客戶(hù)機在運行工作時(shí)，會(huì )根據預先指定的端口號等與服務(wù)器進(jìn)行信息連接，客戶(hù)機 GPRS 技術(shù)的終端一般都采用 ETPro + + 的無(wú)線(xiàn)形式 IP Modem,這種端口有很多不同的連接接口，人們可以根據需求的不同進(jìn)行相應的端口選擇。
2 GPRS 技術(shù)的應用
2. 1 河道水資源 GPRS 技術(shù)監測應用的必要性
河道水資源是非常重要的淡水資源，所以，對于河道水質(zhì)的實(shí)時(shí)監控也顯得尤為重要。以往，人們對于河道水質(zhì)的檢測主要是靠人工進(jìn)行監測，這種監測手段費時(shí)費力，同時(shí)還會(huì )影響監測數據的準確性[4_ 5].隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人工監測手段已經(jīng)逐漸的淡出人們的視野，對于河道水資源的監測也逐漸趨于自動(dòng)化的檢測系統。所謂的自動(dòng)化的檢測系統，主要是指在河道的周?chē)胖靡恍﹤鞲衅鞅O測設備，及時(shí)對水質(zhì)成分的變化進(jìn)行監控，同時(shí)通過(guò)無(wú)線(xiàn)電裝置將數據傳輸到最近的基站進(jìn)行處理，并將處理結果再傳到距離比較遠的工作站，然后對其進(jìn)行進(jìn)一步的分析處理，嚴密地監控水質(zhì)的變化。
2. 2 河道監控系統的監測應用
2. 2. 1 總體監測結構的應用
在對河道水資源進(jìn)行檢測時(shí)，每個(gè)監測點(diǎn)都可以將 GPRS 作為遠端通訊設備對其進(jìn)行安裝，多臺流量計或者單臺流量計通過(guò)數據采集模塊進(jìn)行相應的連接，然后再通過(guò) RS232 串行口與 GPRS 模塊相互連接，之后運用網(wǎng)絡(luò )系統對數據進(jìn)行傳輸，最后主 GPRS 模塊再將數據通過(guò)串口傳輸到總控制中心（ 見(jiàn)圖 1） .
在河道周?chē)O置的每一個(gè)監測點(diǎn)采集設備對流量傳感器的采集信號進(jìn)行相應的處理，再將得到的數據通過(guò) RS232 串口將其傳輸到 GPRS 的通信模塊，之后將其與移動(dòng)基站進(jìn)行相互連接，最后再通過(guò) IP 和 PPP 協(xié)議將數據包封裝后傳輸到 GPRS 網(wǎng)絡(luò )系統中； 基站的服務(wù)節點(diǎn)與 GGSN 連接對數據進(jìn)行系統處理，主 GPRS 通信模塊將數據進(jìn)行解包再通過(guò) RS232 將這些數據傳輸到監測中心的前置機之后，將其導入數據庫之內的服務(wù)器中，中心Web 對數據進(jìn)行顯示處理。
2. 2. 2 河道水資源監測系統的工作設備監測方式
�。� 1） 水質(zhì)檢測儀器在對湖水進(jìn)行監測時(shí)，首先應該對該水源地湖水中所含的各個(gè)物質(zhì)的數據進(jìn)行檢測分析，如對水質(zhì)中的色度、濁度以及含鹽量的多少等進(jìn)行監測，并對湖水中的有害物質(zhì)如酸堿值以及礦物油等進(jìn)行監測[6],從而得出以上監測的數據； 然后對該地河道的水質(zhì)進(jìn)行總體的數據分析以及數據的整合，從而得出其水質(zhì)的大致信息。
�。� 2） 對現場(chǎng)檢測數據進(jìn)行采集并處理利用監測系統對該地湖水進(jìn)行監測，將傳感器測量的結果以標準的信號傳給檢測數據的各個(gè)采集器，從而可以對其模擬的數據值進(jìn)行轉化，之后單片機會(huì )對采集的信息進(jìn)行系統的處理； 如果監測值發(fā)現異�；蛘呖倲抵蹈哂谄鹣纫幎ǖ臄抵捣秶�，該單片機就會(huì )自動(dòng)發(fā)出警報，從而提醒相關(guān)工作人員進(jìn)行處理。
�。� 3） 無(wú)線(xiàn)電通訊網(wǎng)絡(luò )的布置對于監測系統的檢測結果要進(jìn)行處理，但是在對各個(gè)監測點(diǎn)的數據進(jìn)行處理工作時(shí)還是會(huì )存在相應的難度，首先要想及時(shí)地處理分散在各處的監測點(diǎn)就必須要建立無(wú)線(xiàn)擴頻系統，這就需要花費大量的人力、物力以及財力； 所以對于數據的監測可以使用 GSM 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )水資源檢測系統，它的覆蓋面比較廣，能夠保證數據的準確以及及時(shí)的傳輸。
�。� 4） 監控設備
監控中心可以運用地理信息系統來(lái)對河道的水資源進(jìn)行直觀(guān)合理的監測管理，它可以實(shí)現數據的實(shí)時(shí)顯示，并可以不受時(shí)間的限制對以往的監測數據進(jìn)行查看。在檢測過(guò)程中，若是水質(zhì)的數據發(fā)生變化時(shí)，它就會(huì )對其進(jìn)行自主報警并顯示，同時(shí)記錄下報警的信息以便于日后查看。
2. 3 水文資料收集系統在河道水資源監測中的具體應用
2. 3. 1 水文資料收集系統的工作原理及設備構成對于水文資料收集系統的構成，主要有以下幾個(gè)方面： 中心站主要是以 GPRS 數據接收和中心端管理軟件構成，監測站的構成主要有水位計、電源等。中心站的工作主要是借用互聯(lián)網(wǎng)通過(guò) GPRS 平臺對監測數據進(jìn)行接收并對數據進(jìn)行初步的處理[7],再由編碼進(jìn)行調制將處理后的數據借用互聯(lián)網(wǎng)軟件傳輸至中心數據庫，然后對各種數據進(jìn)行分析整合處理。
硬件設備構成： 現階段我國應用 GPRS 技術(shù)進(jìn)行資料收集的'設備主要是水位雨量一體化設備，該設備的體積小，節約能源，對于水情的監測具有準確性以及實(shí)時(shí)性，由該設備組成的水位雨量的收集系統具有投資小、效率高等一系列的優(yōu)點(diǎn)。
2. 3. 2 水文資料收集系統的應用
數據終端站對于數據的處置，是采用定時(shí)定量報告模式，到設定的時(shí)間系統會(huì )自動(dòng)將數據傳輸到中心站。對于雨量以及水位進(jìn)行加報時(shí)，若水位和雨量超過(guò)了警戒線(xiàn)，則會(huì )按照之前設定的時(shí)間進(jìn)行預報。若水位線(xiàn)達到加報水位時(shí)，系統則會(huì )立即進(jìn)行預報。對于河道水文的監測，一般都是在人跡比較稀少的地方，所以，對于系統的供電系統一般是采用太陽(yáng)能供電，這樣不僅可以滿(mǎn)足供電需求，還可以節省能耗。遙測終端會(huì )有多種省電的功能，這樣可以使主機盡量節省能源的消耗，當系統需要對水情進(jìn)行預報或者加報時(shí)，GSM 無(wú)線(xiàn)模塊被遙測終端的系統喚醒進(jìn)行數據的傳輸； 當數據信息發(fā)送完畢后，就又進(jìn)入 “休眠”狀態(tài)。在雨量的采集過(guò)程中，一般都是雨量觸發(fā) CPU 將其值記錄進(jìn)固態(tài)存儲器之后，設備又進(jìn)入 “休眠”的狀態(tài)。對于水位的數據采集方面，遙測終端會(huì )通過(guò)定時(shí)系統對水位進(jìn)行采集并記錄每一條采集的數據[8].遙測站在工作時(shí)，還可以通過(guò)本地鍵盤(pán)以及顯示器等對各個(gè)配置進(jìn)行修改。在遙測終端的信息儲存方面，它配備了大容量的儲存模塊，這樣可以記錄大量的雨量或者河道的水位數據。
3 結 語(yǔ)
河道水資源是我國水資源的重要組成部分，其淡水資源的特性可以滿(mǎn)足人類(lèi)日常的飲用水需求，但是隨著(zhù)人類(lèi)工業(yè)經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對河道水資源的水質(zhì)也有了很大的影響，威脅著(zhù)人類(lèi)日常飲用水資源的安全； 所以對于河道水資源水質(zhì)要實(shí)施嚴密的監控，充分利用 GPRS 等先進(jìn)的技術(shù)建立水資源監測系統，這樣能夠有效、及時(shí)的對河道水資源的水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測并預報，為我國河道水資源的監測提供有力的數據，從而有利于人們對河道水資源做出合理的保護方案，保護水資源。
參考文獻：
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