公共移动通信网的远程水文监控系统设计
摘 要上世纪90年代以来，现代科学技术日益发展，越来越多的新技术被应用在各行各业中，人们对信息传输的要求越来越高。远程水文监控系统需要实时，准确，安全可靠地传递监控信息，因此传统的有线通信已经不能满足人们的需求。通用分组无线业务的英文是General Packet Radio Service，简称为GPRS，它具有有线通信所不能及的功能。本系统将监控技术与移动通信技术相结合,可以方便快捷的将用户的监控数据传送到目的地，并且基本上用不着考虑实际距离的限制。第二代移动通信网中GPRS技术的推广不仅提高了带宽，并且降低了通信费用,对远程无线监控的研究及应用起到了进一步促进的作用。本文先是分别简要介绍了水文监控系统和通用无线分组技术的发展情况,接着介绍了本系统的硬件设计，然后介绍了本系统的软件设计，还研究讨论了数据监控模块与GPRS模块之间的连接、数据传输以及实际应用系统中的难点以及当中的安全问题，在文章的最后也对本系统的特点进行了总结并展望了在实际应用中的前景。本系统操作十分方便，软件功能应有尽有，运行起来也十分稳定且安全可靠性很高，并且已在实验室完成软硬件部分的测试，具有很高的实际应用价值。
目 录
第一章 绪论 1
1.1水文监控系统 1
1.2通用分组无线服务技术 2
1.2.1 通用分组无线服务技术的简介 2
1.2.2 通用分组无线服务技术的特点 2
1.2.3通用分组无线服务技术的发展及应用 5
第二章 系统硬件设计 7
2.1系统总体结构设计 7
2.2数据采集发送终端设计 8
2.3远程监控终端设计 13
2.4采集模块与GPRS模块间的通信 13
2.5系统的优势 14
第三章 系统软件设计 16
3.1监控中心软件结构设计 16
3.2监控终端的指令接收和数据发送 17
3.3控制中心的数据接收和指令发送 19
3.4传输网络和控制中心 20
第四章 系统的调试与问题 21
4.1硬件功耗 21
4.2控制中心阻塞 21<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
br /> 4.3选择串行数据波特率 21
4.4安全问题 22
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
附录A 26
第一章 绪论
1.1水文监控系统
人类对水资源进行开发利用管理以及保护水资源，防护治理水资源灾害和设计、管理、施工、规划、调度工程建设等都是以水文为依据的。现在重要的问题是如何在大力加强节水、保护水质，实现水资源的可持续利用的前提下，提高现有水资源的管理水平。为了实现合理利用水资源的目标，可以采取水文远程监控系统，水文远程监控系统可以预测预报水文流量和监测水文参数等。此外还可以通过预测模型及实时远程视频监控，实现动态的监控并且达到及时的补救的目的，使自然灾害的损失减小到最低。
水文站是水文监控的基本站点，是水文工作的基础。水文站可以在内江、河流、湖泊、地表水、地下水、水质、水体等方面进行不断地观测，实时采集水文水资源数据，对水资源开发、利用、管理和保护，实现水资源的合理配置，对提高水资源利用率、提高生态用水等目标具有重要作用。此外，它可以提供及时和准确的决策依据从而进行防洪和水分控制。
从上世纪90年代以来，现在科学技术发展地相当迅速，人们在各行各业中加入了很多的新技术，并且在信息传输方面，需要的要求也越来越高。就拿水文监控来说，例如长江上游地区，该地区主要是山区，有三大风暴中心，一次特大洪涝灾害。测量和报告系统除了在国家总部报告，还为很多防汛部门提供水情信息，七大机构的水文服务也由这个系统提供。目前存在一个主要的问题，那就是如何在大量的监测和预测任务中实现实时的数据传输。为了提高水文监测预报的实时性和可靠性，迫切需要对现有的水文管理系统进行改造，以提高其先进的科学技术手段。
很长时间之内，水文工作者都是使用传统的方式进行水文信息采集的，例如手测、目测，通过这种方式测量的数据精度不高并且成果质量也不好。为了提高精确度，并且使水文工作者改变传统的工作方式，我们可以利用数字监控系统来采集数据、图像、声音、视频等基础信息。
一般情况下，因为水文测量站点分布的比较广泛或者分布的位置比较偏僻，并且离监控中心比较遥远，如果采用传统的有线路的连接方式，会花费高额的成本来铺设线路，而且需要很长的时间来完成施工。与此同时，如果因为一些地理因素，例如河流山脉的地理障碍，这样线缆就很难完成架设。并且水文信息需要很高的安全防范，当遇到刮风、决口、暴雨等自然灾害的时候，如果使用的有线通讯线路断了，就无法及时的将水文信息传递上去。所以有线传输信号这种方式的抗自然灾害性会比较的差，这种方式很难满足水文监控对于高可靠性方面的要求，再加上河流地域地形偏僻、复杂，要花费很高的成本来铺设光纤。这样一比，不难看出无线通信比有线通信布线方便、简单，拥有良好的抗自然灾害性能，并且需要的成本也比较低廉，可以大幅度的减少投入资金。
1.2通用分组无线服务技术
1.2.1 通用分组无线服务技术的简介
General Packet Radio Service的简称是GPRS，它的中文名称是通用分组无线服务技术。使用GPRS的用户数据传输速率十分快，这是因为它在GSM网络的基础上加以了改进，并且这种投入比较小。它从GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换。通用分组无线服务技术是以GSM网络为基础从而发展出来的，他是一种数据传输技术，基于全球手机系统。GPRS的传输方式是不同的，传统的传输方式是连续在频道传输，而GPRS是采用封包的形式传输的，所以使用者的花费比GSM少，所产生的费用是基于传输资料的多少来计算的，并没有占用整个频道。
GPRS的连接跟传输更加的方便快捷，因为它不需要中介转换器。它的速率也有很大的提升，最快可达114Kbps。使用同一个VPN的使用者可以持续连接到网络而不需要再拨号上网。
1.2.2通用分组无线服务技术的特点
1.应用方面特点
现在手机上网还不能满足人们的各种需求，所以GPRS技术这样产生了，它能全面的解决目前手机上网方面的各种问题。使用GPRS技术，我们可以随时随地地实现连接，并且还很方便快速。用一句话来形容就是：手机上网有了更加快的速度，有了更加多的内容，有了更加全面的应用，但是人们为了使用网络而花的钱却比以前少了。
(1)数据传输速度快
通用分组无线服务技术在数据传输速度方面进步巨大，它的传输速度大概能达到GSM速度的10倍，还可以稳定地传输视频跟音乐文件以及可以传输容量大的文件，能更加全面的满足人们的需求。
(2)Always online
在以往没有使用GPRS技术的时候，如果您正在使用网络，这时候来了电话，您接通了来电也就会使网络断了线，然后电话打完之后还需要重新拨号连接网络，这是一种很令人苦恼的事情，在实际应用中很不方便，现在有了GPRS技术这种问题将会得到完美的解决。GPRS技术可以实现永远在线，也就是说您不用再为了接电话而断开网络，它建立新的网络连接几乎是瞬间完成的，也就是说随时都能连接到网络。
(3)仅按数据流量计费
仅按数据流量计费也就是说即使您一直都连接着网络但并没有产生数据传输，这样不会产生任何费用，费用跟你上网的时长是没有关系的。打个比方说，当使用GSM+WAP方式上网，花费使用你开始接通电话就开始算的；然而GPRS+WAP方式上网时就不是这样算了，只有当开始对话的时候，才开始计算费用。通俗一点讲也就是用的少花的钱也就少。
目 录
第一章 绪论 1
1.1水文监控系统 1
1.2通用分组无线服务技术 2
1.2.1 通用分组无线服务技术的简介 2
1.2.2 通用分组无线服务技术的特点 2
1.2.3通用分组无线服务技术的发展及应用 5
第二章 系统硬件设计 7
2.1系统总体结构设计 7
2.2数据采集发送终端设计 8
2.3远程监控终端设计 13
2.4采集模块与GPRS模块间的通信 13
2.5系统的优势 14
第三章 系统软件设计 16
3.1监控中心软件结构设计 16
3.2监控终端的指令接收和数据发送 17
3.3控制中心的数据接收和指令发送 19
3.4传输网络和控制中心 20
第四章 系统的调试与问题 21
4.1硬件功耗 21
4.2控制中心阻塞 21<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
br /> 4.3选择串行数据波特率 21
4.4安全问题 22
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
附录A 26
第一章 绪论
1.1水文监控系统
人类对水资源进行开发利用管理以及保护水资源，防护治理水资源灾害和设计、管理、施工、规划、调度工程建设等都是以水文为依据的。现在重要的问题是如何在大力加强节水、保护水质，实现水资源的可持续利用的前提下，提高现有水资源的管理水平。为了实现合理利用水资源的目标，可以采取水文远程监控系统，水文远程监控系统可以预测预报水文流量和监测水文参数等。此外还可以通过预测模型及实时远程视频监控，实现动态的监控并且达到及时的补救的目的，使自然灾害的损失减小到最低。
水文站是水文监控的基本站点，是水文工作的基础。水文站可以在内江、河流、湖泊、地表水、地下水、水质、水体等方面进行不断地观测，实时采集水文水资源数据，对水资源开发、利用、管理和保护，实现水资源的合理配置，对提高水资源利用率、提高生态用水等目标具有重要作用。此外，它可以提供及时和准确的决策依据从而进行防洪和水分控制。
从上世纪90年代以来，现在科学技术发展地相当迅速，人们在各行各业中加入了很多的新技术，并且在信息传输方面，需要的要求也越来越高。就拿水文监控来说，例如长江上游地区，该地区主要是山区，有三大风暴中心，一次特大洪涝灾害。测量和报告系统除了在国家总部报告，还为很多防汛部门提供水情信息，七大机构的水文服务也由这个系统提供。目前存在一个主要的问题，那就是如何在大量的监测和预测任务中实现实时的数据传输。为了提高水文监测预报的实时性和可靠性，迫切需要对现有的水文管理系统进行改造，以提高其先进的科学技术手段。
很长时间之内，水文工作者都是使用传统的方式进行水文信息采集的，例如手测、目测，通过这种方式测量的数据精度不高并且成果质量也不好。为了提高精确度，并且使水文工作者改变传统的工作方式，我们可以利用数字监控系统来采集数据、图像、声音、视频等基础信息。
一般情况下，因为水文测量站点分布的比较广泛或者分布的位置比较偏僻，并且离监控中心比较遥远，如果采用传统的有线路的连接方式，会花费高额的成本来铺设线路，而且需要很长的时间来完成施工。与此同时，如果因为一些地理因素，例如河流山脉的地理障碍，这样线缆就很难完成架设。并且水文信息需要很高的安全防范，当遇到刮风、决口、暴雨等自然灾害的时候，如果使用的有线通讯线路断了，就无法及时的将水文信息传递上去。所以有线传输信号这种方式的抗自然灾害性会比较的差，这种方式很难满足水文监控对于高可靠性方面的要求，再加上河流地域地形偏僻、复杂，要花费很高的成本来铺设光纤。这样一比，不难看出无线通信比有线通信布线方便、简单，拥有良好的抗自然灾害性能，并且需要的成本也比较低廉，可以大幅度的减少投入资金。
1.2通用分组无线服务技术
1.2.1 通用分组无线服务技术的简介
General Packet Radio Service的简称是GPRS，它的中文名称是通用分组无线服务技术。使用GPRS的用户数据传输速率十分快，这是因为它在GSM网络的基础上加以了改进，并且这种投入比较小。它从GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换。通用分组无线服务技术是以GSM网络为基础从而发展出来的，他是一种数据传输技术，基于全球手机系统。GPRS的传输方式是不同的，传统的传输方式是连续在频道传输，而GPRS是采用封包的形式传输的，所以使用者的花费比GSM少，所产生的费用是基于传输资料的多少来计算的，并没有占用整个频道。
GPRS的连接跟传输更加的方便快捷，因为它不需要中介转换器。它的速率也有很大的提升，最快可达114Kbps。使用同一个VPN的使用者可以持续连接到网络而不需要再拨号上网。
1.2.2通用分组无线服务技术的特点
1.应用方面特点
现在手机上网还不能满足人们的各种需求，所以GPRS技术这样产生了，它能全面的解决目前手机上网方面的各种问题。使用GPRS技术，我们可以随时随地地实现连接，并且还很方便快速。用一句话来形容就是：手机上网有了更加快的速度，有了更加多的内容，有了更加全面的应用，但是人们为了使用网络而花的钱却比以前少了。
(1)数据传输速度快
通用分组无线服务技术在数据传输速度方面进步巨大，它的传输速度大概能达到GSM速度的10倍，还可以稳定地传输视频跟音乐文件以及可以传输容量大的文件，能更加全面的满足人们的需求。
(2)Always online
在以往没有使用GPRS技术的时候，如果您正在使用网络，这时候来了电话，您接通了来电也就会使网络断了线，然后电话打完之后还需要重新拨号连接网络，这是一种很令人苦恼的事情，在实际应用中很不方便，现在有了GPRS技术这种问题将会得到完美的解决。GPRS技术可以实现永远在线，也就是说您不用再为了接电话而断开网络，它建立新的网络连接几乎是瞬间完成的，也就是说随时都能连接到网络。
(3)仅按数据流量计费
仅按数据流量计费也就是说即使您一直都连接着网络但并没有产生数据传输，这样不会产生任何费用，费用跟你上网的时长是没有关系的。打个比方说，当使用GSM+WAP方式上网，花费使用你开始接通电话就开始算的；然而GPRS+WAP方式上网时就不是这样算了，只有当开始对话的时候，才开始计算费用。通俗一点讲也就是用的少花的钱也就少。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jsj/wlw/593.html
