公用通信在水利水电工程水文自动测报系统设计中的应用

我国公用通信主要有公众电话网 (PSTN Public Switching Telephone Network),移动通信网 (GSM Global System for Mobile Communication),数据通信网 (Data Communication Network)等,测报系统采用公用通信网可以节省大量维修工作。近年来,GSM/GPRS中的短信息(SMS)技术在水文报汛系统中应用越来越广泛。

SMS是GSM 中唯一不要求建立端到端业务路径的业务,消息的传输总是由处于GSM 外部的SMSC (Short Messaging Service Center,短消息服务中心)进行中继,消息有目的地和起源地,理论上计算一次短消息传输最长需要6s。每条短消息可传160或140个字节 (传递160 个7bit编码数据或140 个8bit编码数据,或70 个UNICODE 码),GSM 短信目前收费标准约0.1元/条,价格低廉。利用SMS传输水文数据的原理框图如图2-4-10所示。

系统主要由遥测站、中心站和短信网管中心组成。遥测站主要硬件包括水位或降雨量传感器、终端机(RTU)、手机终端等。RTU 通过RS—232标准串行通信接口与手机终端相接。中心站主要硬件设备有服务器、中心通信控制器 (FIU)、手机终端。服务器利用串行口和FIU 通信,可以实现自动数据接收、时钟同步,下发雨量自报量级,FIU通过RS—232标准串行通信接口与手机终端相接。系统通信利用一部手机对数据进行传输,同时接收来自中心站的控制指令。手机的发送和接收由RTU/FIU 控制,并根据相应参数,向远端发送相应的数据和控制指令,同时接收远端的指令,存储数据或执行指令。中心站可以接入宽带网与其他中心或上级主管部门实现数据的共享。

利用GSM 短信息服务作为通信信道在设计中应当注意和解决以下问题:

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图2-4-10　GSM 遥测原理框图

(1)有解决信息堵塞的措施。由于短信息用户数量庞大,因此会出现信息堵塞,对水文数据传输带来延时,必须研究解决措施。广东省水文局在北江遥测系统改造中,根据当地的实际调查发现,系统所属遥测站大多地处偏远地区,短消息的用户量较少,出现堵塞的机会很少,信息传输的瓶颈往往出现在短信中心,所以只要解决了短信中心到水情接收中心的传输问题,即可解决信息堵塞的问题。为此,他们经过与移动通信运营商进行沟通,由移动方面提供一个特服号码,然后通过专线连接短信中心与水情接收中心,解决了信息排队现象。

(2)要有保证信道可靠性的措施。GSM 属于社会公网,独立性没有自建通信网好,在设计阶段应根据遥测站的重要性,结合通信情况优选一种备用信道,以保证在特殊情况下通信双保险。

(3)要选用适用于GSM 短信息(SMS)技术的遥测站终端机RTU。