基于水情水调自动化系统的通信协议.研究

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1、北方工业大学硕士学位论文1．1研究的目的第一章引言水利是国民经济的基础产业，是我国生产力发展的重要组成部分。21世纪的中国，随着经济和社会的发展，洪涝灾害、干旱缺水、水污染严重等水资源问题日益突出，已经严重制约着国民经济和社会的发展。为了解决好新世纪水的问题，水利部提出了中国水利必须实现从工程水利向资源水利、从传统水利向现代水利和可持续发展水利的转变，以水资源的可持续利用来支持经济社会的可持续发展。在这个历史转变过程中，要把水利信息化放在优先的位置。以信息化带动水利现代化，这是我国水利发展的重要途径，也是面

2、向新世纪水利发展的重大任务。据悉，到2010年，我国整个水利信息化的资金投入将达到36亿元。水利信息化，就是充分利用现代信息技术，开发和利用水利信息资源，包括对水利信息进行采集、传输、存储、处理和利用，提高水利信息资源的应用水平和共享程度，从而全面提高水利建设和水事处理效能和效益Ⅲ。而通信协议作为信息化中非常重要的组成部分，研究制定适合水利系统信息传递的通信协议成为水利信息化重要组成部分。协议称为通信系统的软体，与硬件(各种通信设备)一起完成通信信息的传递。协议要完成许多特定任务。协议是为满足网络内部的具体

3、要求而开发的，并且常随着网络拓扑结构而设计。各种协议执行的任务不同，而且任务即使相同，执行方法也很少相同。正因为如此，协议彼此之间的差异很大比1。由于协议之间存在的差异，将会使通信网络设备互不兼容，或者根本无法互联互通。协议只有通过权威标准化组织标准化后才能为业界共同遵守，并为商用产品所采纳，使通信网络协同运作，顺利完成信息传递功能。现有的水情遥测通信协议种类繁多，它们受到信道差异、制定协议的单位、通信范围及实时性等多方面因素的制约，各有优缺点，各协议之间不能兼容。为了更好地进行水情信息传输，增强各个系统间

4、的兼容性和协议的标准化，在水情遥测系统中探讨采用何种通信协议，努力形成业界的协议标准，具有重要的意义。本课题成功完成之后，可以很好地应用到实际的水情遥测系统中，满足各种通信信道的需求，因此具有理论和实用价值。1．2研究背景本课题依据“三峡水调自动化系统屏寸区间水情遥测系统"项目设立的。三峡水调自动化系统屏寸区间水情遥测系统主要功能是准确、及时地自动采集屏山～寸滩区间、乌江武隆以上区间的水南情信息，实现遥测信息的共享，同时结合已建成的各系统如设计区域之外的水情信息、气象信息、枢纽运行信息、上级防汛指挥北方工业

5、人学硕士学位论文部门的防洪调度信息、上级电力调度部门的电调信息和航运部门的航调信息等，对这些信息进行计算、分析和综合处理。根据水雨情和气象信息，做出短、中、长期水文预报。根据水情信息和水文预报，按照枢纽综合利用的要求，进行水库调度方案的计算和分析比较。在保证上、下游防洪要求和枢纽本身安全的前提下，为水库调度提供决策支持。系统建立相对独立的遥测采集中心站接收本次系统增加的遥测水南情数据，采集后的遥测数据将进入三峡水调自动化系统进行统一的数据处理、数据存储、数据交换和数据应用。通信方式的选择上，经对信道测试结果

6、分析确认，决定在系统中选用有线电话网PSTN、中国移动GSM短信和北斗卫星三种通信网，作为设计和建设中必须支持的信道。应该指出的是，遥测站支持这三种通信信道，是指遥测站具备使用这三类信道传送数据的软件模块，并不意味各遥测站配齐三种通信设备。一个遥测站实际配置的通信单元和装入的软件模块，将由其最后选定的信道决定，一般采用主、备双信道的模式．这种软件备齐、硬件据实配备的策略，可以为整个系统投入运行后的通信网优化和信道的调整带来可能和方便。为了保证数据传输的可靠和快速，全部遥测站都按双信道设计。双信道分别称作主信

7、道和备信道，其功能划分见表1．1．表1．1主信道和备信道功能划分主信道备信道GSM短信信道。或者配有“振铃接通”装置的PsTN北斗卫星(空中通道)信道(地面通道)具备常加电值守能力，随时接收远方指令不具备开机值守能力，只能单向发送数据定时的水文参数发送时，首先被试图使用在主信道失效时才被启用发送所有数据和平安信号只能发送定时的水文数据不能接收校时信息校时信号通道原则上，雨量站优先选用GSM短信信道为主信道，带水位参数的遥测站优先选用PSTN为主信道，北斗卫星信道为备信道。遥测站与中心站的通讯组网拓扑结构图如

8、图1．1所示6北方工业大学硕士学位论文图例：≯卫星站．北t罗一“7／‘．．’繁箩一／7。’／图1．1屏～寸区间水情遥测系统总体结构图系统的遥测数据传输信道按以下原则构成：为保证传输的可靠，要求所有遥测站配备主、备双信道。为尽可能降低系统投入运行后的通信费用，主信道使用地面通信网，它们是GSM和PSTN，备用信道使用北斗卫星通信链路。主信道在用户层被设计成双向，遥测站通过主信道既可以上传数据，也可以下载指令∞1。备