Transcript 南京水利水文自动化研究所姚永熙

四、水文自动测报系统
（水文数据传输）
水文自动测系统的组成简介
水文自动测系统至少由若干个遥测站和一个中心站（ 分中心）组
成。 水文自动测报系统包含以下4类站点：
⑴遥测站。在遥测终端机控制下，自动完成被测参数的采集，将取
得的数据经预处理后存入存贮器，并完成数据传输。遥测站的设备
可根据需要增加人工置数和超限主动加报等功能。
⑵集合转发站。当报汛站的数量较多时，宜采用由集合转发站接收
处理若干个遥测站的数据，再打包转发到分中心站。
⑶中继站。主要指超短波通信中的超短波中继站。只是沟通或加强
通信电路，对传输的数据并不做任何处理。
⑷中心站。主要完成各站遥测数据的实时收集、存贮以及数据处理
任务，并将所收集的实时数据报送给上级和有关部门。
另外，构成系统还需要通信信道、电源、避雷安全、一些基建设施。
水文自动测报系统测站的工作制式
三种基本工作制式：
1、自报式——分为定时自报方式和增量自报方式。
定时自报方式：根据预置的报汛时段正点向中心站发送信息；
增量自报方式：当遥测参数发生变化时（如：水位变化2cm、
雨量增加1mm。）自动、随机地向中心站发送信息。是最有
效的常用方式。
2、应答式——遥测站按照中心站的命令采集发送信息。 遥测
站和中心站均需具备接收和发送信息指令的双向通信功能。
设备一直处于工作状态，功耗大。很少应用应答工作方式。
3、自报和应答兼容式——系统以自报式为主，但具备应答功能。
通过“自报式”得到了被测参数的变化过程。但遥测站还可
以随时接收中心站的指令，并按指令要求报送信息。重要站
考虑应用。
遥测终端机的功能及主要技术性能
1．输入接口。（1）数字量输入通道
（2）频率计数通道
（3）模拟量输入通道。
（4）标准接口
2. 通信接口。遥测终端的通信接口，基本按RS-232、RS-485设计。
SDI-12适用欧美传感器，可以应用。
3．键盘/显示。在有显示屏时，可以查询采集到的数据，检查工作
状态，设置工作方式和参数，还可人工置入测得的参数发送 。
4．数据存储器。用于在站存储自动采集的各种参数。最低限度应
满足3个月以上长期储存的需要。
5．电源。都应用直流供电，且多数靠太阳能电池充电补充能量。
少部分由内置电池供电。
6. 智能化功能。水文数据超限报警和加密。备用信道自动转换 。
7．环境适应能力。 ――工作温度：-10～+45℃；
――相对湿度：<95%（40℃）不凝露；
――在特殊地区按实际要求。
8．可靠性指标。要求MTBF不小于25000小时。
水文自动测报系统使用的通信信道
水文自动测报系统的测站主要使用SMS短信、GSM
系统中的GPRS业务、CDMA通信、超短波（UHF/VHF）、
卫星中继通信(北斗卫星）等无线通信方式 。也可能
应用程控电话交换网（PSTN）通信组网
• 中心站之间和与上级中心之间主要应用网络通信，也
可以应用自有的卫星、微波、光纤通信网。
• 多数水文自动测报系统采用多信道复合系统组网，即
可能使用多种有线、无线信道组成系统通信网。
• 超短波已不是主要通信信道。短波和其它卫星信道
（海事卫星、通信卫星、气象卫星、极轨卫星）也极
少应用于水文测站。
自动测报系统的发展
1、传输通信方式——大量应用公网通信，公网未覆盖
地区少量应用超短波、（北斗）卫星通信方式。
2、系统组成——基本可以由测站和中心站组成。用公
网通信，测站 数据传输到（地区、省中心），通过数
据库网络通信可以传输到任何单位。
3、测站终端机——
低功耗，内置电池供电，不用太阳 能电池充电；
具有固态存储功能，用GPRS、光纤等方式传输读数；
标准接口，多参数接入，通用性强；
体积小，便于安装。
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北斗卫星通信系统主要技术指标
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―― 使用波段：地面用户终端和卫星间的链路使用L/S波
段，发射1.6GHz（上行），接收2.4GHz（下行），卫星地
面网络中心和卫星间通信链路使用C波段。。
―― 覆盖范围：北纬5～55度，东经70～145度(中国全境
及亚洲大部分地区)
―― 传输速率：出站信道为31.25kbps
入站信道为15.625kpbs
―― 系统误码率：1×10-5
―― 定位精度：10-100米
―― 通信能力：一次最大可发送200个字节
―― 授时精度：单向100ns，双向30ns
―― 响应时间：高<1秒；中<5秒；低<10秒
―― 接续方式：卫星终端至终端、DDN、PSTN、GSM/CDMA、
Internet
遥测终端机产品
一种国外产品
NSY.DA-2型数传仪（国产）
a) 可接水位计类型：浮子式（格雷码输
1）内置锂电池，寿命一至五年。 出）、压力式、超声波、雷达等水位计，
4-20mA输入。
2）可选RS232/RS485接口，
b) 等待电流：小于5微安。
3）大容量数据存储、定时采集、
c) 固态存储功能：能存一年的数据。
定时上报历史数据。
d) 通讯方式：GPRS或SMS短信。
4）通信方式：短消息、GPRS
e) 主要工作方式：定时发送数据，5分至
5） GPRS传输支持远程维护。
24小时间隔可设。可以定时发送短期内存
6）1分钟≤数据采集间隔≤31天。
数据。
1分钟≤数据上报间隔≤31天。
f) 内置电池： 可发射数据2000次以上。电
7）环境温度：-20～70℃；
池充电后可继续使用。g) 可使用外接电源，
8） 2节1号锂电池 发射1000次。
电压6V。
h) 铸铝外壳密封、体积（14cm X 11cm X
12cm），可安装在野外与地下水测井口。
i) 环境温度：－40至60℃
水利部南京水利水文自动化研究所
姚永熙
2012年