GPRS無線應用方案之水情報訊

(1)數據在自己的VPN專網內進行通訊，外界的終端或節點不能進入，數據安全性好。

(2)數據在自己的VPN專網內進行通訊，也保證了數據傳輸的實時性。

(3)接入成本僅為DDN專線接入的三分之一。費用有所降低，靈活性有所提高，不需要土建施工。

(4)使用帶寬在40—80K之間，通訊性能已能滿足水情報文數據傳輸要求。

(5)中心接入點或遙測站均可綁定內網固定IP，偶爾掉線可以再繼續自動上線，不會丟失中心端的地址。

    若水情分中心系統有50個遙測站點，每個站自報遙測數據包為20個字節，單站數據流則為200bit，50個站為10K bit，若要求在2s內全部傳送完畢，其占用帶寬約為5 kbps，若要求在1s內全部傳送完畢，其占用帶寬約為10 kbps，小于中心端實際傳輸帶寬。況且，水文數據的傳輸并不是每時每刻都進行的，實際上水文遙測系統占用的帶寬更窄。

    遠端遙測站屬區GPRS實際傳輸帶寬一般大于40k，由于水情遙測站點的分布特性，一個基站范圍內站點數目非常有限，所以野外站點數據上傳是完全沒有問題的。

數據上傳：

    各個水文遙測站采集系統所需要的數據，通過數據轉換和數據打包后送到GPRS模塊，GPRS模塊根據實現定義的APN連接方式將打包好的數據增加部分冗余碼和校驗碼并轉換成適合在無線鏈路上傳送的網絡數據包信號。移動公司局端的專用APN收到信號后透明傳遞到水情分中心。

命令下傳：

    同樣，由于是透明傳遞，水情分中心可以將命令、對遠端遙測站的設置參數等透傳到遙測站點，從而實現數據遠程讀取和遙測站工作參數的遠程設置。

    為了GPRS能在全國水文測報系統建設中得到應用與推廣，為系統建設提供先進的數據傳輸手段做好技術準備，我們選擇在廣東省惠州市進行了GPRS組網實地運行實驗,通過廣東移動提供的VPN專用虛擬網進行水文報汛GPRS傳輸，驗證GPRS傳輸水情的可行性和實用性。

    參加實驗的水文遙測站點選在A地點(站號10)和B地點(站號11)。水情分中心設在C地點水文分局。

    實驗方法是在A地點(10)、B地點(11)建設GPRS遙測站點，各站設置為1h定時自報，雨量1mm增量自報以及水位1cm增量自報，中心站24h開機接收報文。

    為保證通信質量，首先要保證站點安裝質量，若站點信號場強不高，則使用室外延長天線改善效果，同時也能節約功耗。天線不允許水平放置，必須垂直放置。

    遙測站使用太陽能電池板和進口免維護蓄電池組合提供RTU和GPRS DTU的電源。

    實驗結束后從計算機數據庫中提取信息進行統計和分析。

3.2 實驗結果

實驗結束后，通過數據庫記錄的報文數據統計分析，結果如下：

(1) 傳輸時延一般在1~3s之間。

(2) 1h定時自報報文完整，無一缺失。

(3) 水位雨量增量報報文正常。

3.3  經驗與啟示

(1) 根據水文數據傳輸業務的實際需要和水文報文的及時性，中心站必須具備真正意義上的“在線”功能，具體的實現方法是中心站對無線Modem應有自動維護的功能。

(2) 為了保證水文報文數據傳輸萬無一失，中心端軟件應具有接收數據確認并向遙測站發送回執的反饋機制。若遙測站在規定的時間內沒有接收到中心站的回執，遙測站應進行補報，這樣可以防止GPRS數據傳輸中有可能發生的掉包現象。

(3) 因GPRS通道是雙向的，因此除遙測站數據可以上傳外，還可以實現中心對遠地RTU的遠程設置和控制，另一個重要的特性是可以實現無線遠程讀取遙測站固態存儲的數據，這個功能是其他通信不易做到的，應積極開發利用。

根據國家防汛指揮系統建設指導書的要求，參照以往水文自動測報系統的建設經驗，可得出以下結論：

(1)有國家公網可以利用的，盡量不要建設自己的專網；

(2)有無線信道可資利用的，不要使用有線信道。這兩條原則可以極大地提高系統長期運行的可靠性。

實驗結果表明，在水文自動測報系統和國家防汛指揮系統的數據通信傳輸子系統中引入GPRS數據通訊手段不但是有效的，也是可行的。隨著將來3G時代的到來，現代通信技術同水利事業相結合的技術發展更趨明顯。