摘要：GPRS具有速度快、使用费用低的特点，其传输速度可达171.2kb/s。与有线通讯方式相比，采用GPRS无线通信方式则显得非常灵活，因此，为实现远程水文监测提供了有力的支持。本文针对GPRS在远程水文监测领域中的应用进行了分析。
关键词：GPRS；水文监测；系统结构
中图分类号： P332 文献标识码：A文章编号：
随着社会经济的快速发展，对水文信息不断提出新要求，水文观测项目和内容不断增加，对观测手段和方法以及水文监测技术的研发和应用提出了越来越高的要求；现代电子技术、传感技术、通信技术和计算机技术的迅速发展，也促进了水文监测技术自动化的发展。
1 GPRS的远程水文监测方案优点
中国移动GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信公司的GPRS业务平台上构建水文信息采集传输系统，实现水文信息采集点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。GPRS无线水文监控系统具备如下特点：
（1）可靠性高：与SMS短信息方式相比，GPRSDTU采用面向连接的TCP协议通信，避免了数据包丢失的现象，保证数据可靠传输。中心可以与多个监测点同时进行数据传输，互不干扰。GPRS网络本身具备完善的频分复用机制，并具备极强的抗干扰性能，完全避免了传统数传电台的多机频段“碰撞”现象。
（2）实时性强：GPRS具有实时在线的特性，数据传输时延小，并支持多点同时传输，因此GPRS监测数据中心可以多个监测点之间快速，实时地进行双向通信，很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。目前GPRS实际数据传输速率在30Kbps左右，完全能满足系统数据传输速率（≥10Kbps）的需求。
（3）监控范围广：GPRS网络已经实现全国范围内覆盖，并且扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。由于水文信息采集点数量众多，部分水文信息采集点位于偏僻地区，而且地理位置分散。因此采用GPRS网络是其理想的选择。
（4）系统建设成本低：由于采用GPRS公网平台，无需建设网络，只需安装设备即可，建设成本低；也免去了网络维护费用。
（5）系统运营成本低：采用GPRS公网通信，全国范围内均按统一费率计费，省去昂贵的漫游费用,GPRS网络可按数据实际通信流量计费，(1～3分/1K字节)，也可以按包月不限流量收费，从而实现了系统的低成本通信。
（6）可对各监测点仪器设备进行远程控制：通过GPRS双向系统还可实现对仪器设备进行反向控制，如时间校正、状态报告、开关等控制功能，并可进行系统远程在线升级。
（7）系统的传输容量，扩容性能好：GPRS中心要和每一个水文信息采集点实现实时连接。由于水文信息采集点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要；由于系统采用成熟的TCP/IP通信架构，具备良好的扩展性能，一个监测中心可轻松支持几千个现场采集点的通信接入。
2 系统结构及工作机制
水文数据远程监测系统的建设主要包括以下几个方面：水文数据采集设备，一般指的是水文遥测终端机，可进行雨量采集、水位采集、流量采集；GPRS数据传输终端，完成远程数据传输；水文信息中心站，包括系统软件及数据库，可分析、显示、存储、发布水文信息数据以供决策。
（1）水文遥测终端机。直接测量雨量、水位等水文数据，是整个遥测系统信息的来源，终端机除具有雨量、水位定时发送等基本功能外，还具有强发和编程功能，遥测终端机一般处于河流上游或者湖泊边缘，分布分散，可以长期工作在无人值守的环境中，并且往往无交流电源提供，需要靠太阳能浮充和免维护蓄电池供电。
（2）GPRS数据传输终端。对于报汛通信网，中心从遥测站取得各类水情信息，这是最基本、最主要的；通讯方式可采用PSTN、GPRS、卫星等，由于移动通信GPRS网络具有稳定可靠、覆盖面较广、网络能力强、通信费用低、不受地域限制的优点，具体包括：①先进性，随着移动通讯技的发展，如今已经实现基于分组的GPRS通讯；并且继续向3G方向发展。②可靠性，作为商用的电信运营网络，其可靠性相当高，信息发送和接收安全可靠，不会丢失。③实用性，GSM作为一个成熟实用的网络，已经能满足用户需求，实现资源共享，信息交流。④经济性，首先，采用移动通讯方式在网络建设上不需要投入，也不用租用通信线路其次，通讯费用低，GPRS只有产生通信流量时才计费；GMS短消息发送一条信息的费用为0.1元，接收者不收费。
因此，GPRS在水文数据传输通信方面可以被认为是一种首选的通信方式。设备可采用驿唐科技的MD-600G工业级智能无线数据传输终端，MD-600G工作稳定、上线方式灵活，并可节省通讯流量，已成功应用在水文水利行业的无线数据传输上，并且其优越的性能获得了行业用户的广泛认可。
（3）水文信息中心站。中心站由实时监控服务器、数据库服务器、通讯设备、电源系统、防雷设施、软件系统等组成。主要完成以下功能：实时显示水文信息；实现各水文站、遥测站的雨量、水位信息的自动采集和存储；实现水文水资源信息省中心或防汛部门、自动测报系统中心的自动传输；提供实时水情分析及水情预警服务；对站点任意时间的水位、雨量、日雨量和累计雨量信息的查询；对所形成各种水文要素资料整编成表。
（4）系统工作机制。系统工作机制对系统功能的实现有重要的影响，目前水文数据自动监测系统通常采用自报式、查询应答式、自报／应答兼容式三种工作方式，几种工作方式的工作过程及特点是：①自报式：这是一种不受分中心指令控制的工作方式，当报汛站的测量参数（水位或雨量）发生一个计量单位变化时，主动将信息向中心发送。其特点是功耗低、结构简单、实时性强能很好反映参数变化全过程。②查询应答式：在查询应答工作方式下，报汛站自身能对水文参数的变化自动采集和存储，但不主动传送给分中心。只有当中心发出查询指令时，才将数据送出。其特点是控制性好，中心随时可向测站索取数据。③自报／应答兼容式：具有上述两种方式的特点，既能实时反映参数变化全过程，又能响应分中心的查询。为考虑局部降暴雨时系统能及时收集雨情信息，系统的工作机制采用查询应答与自报兼容的方式。其中报汛站的自报功能设置和暴雨自报标准的设置由中心遥测控制，以便使运行费用降至最低。
