河道水資源監測中GPRS技術的功能論文
1 概 述
河道生態系統的建設與發展影響著我國社會的可持續發展，但是人們對于環境保護意識方面還存在一定的缺陷，這就會在經濟發展過程中對河道造成相應的污染； 所以，相關工作人員應該及時利用GPRS 技術對河道進行實時監控，組建河道水資源水文資料的實時收集系統[1],這樣才能為河道水資源的保護提出合理的方案以及保護措施。
1. 1 GPRS 技術概念
GPRS 技術是指通訊分組無線服務技術，這項技術的應用主要是在移動數據業務方面，是現階段遠程無線通訊的一種比較適用的方法，它在某種程度上可以認為是 GSM 技術的一種延續； GPRS 技術主要是在原有的 GSM 系統上加入了分組數據節點，這樣更能夠滿足遠程無線通訊的要求。
GPRS 技術具有自身的網絡獨特性，它能夠保持不間斷的對地域進行實時的監控并及時對采集到的信息進行傳輸； 同時它還有雙向通信的特點，可以對遠處的各個終端設備進行遠程操作。在使用過程中，只需要進行遠程的監控，并不需要建設中繼站以及基站等。GPRS 技術是采用 TCP 或者 UDP協議實現對數據的傳輸，所以其通訊的正確率很高； 同時，它還可以對大容量數據進行高效的傳輸[2],傳輸速率很高，一般可以達到40 kbps左右。
1. 2 GPRS 技術功能
GPRS 網絡的工作方式主要是通過 IP 地址尋址來進行，因此只需要監控中心對 IP 和具體的端口號進行指定，并接入互聯網就可以實現 GPRS 遠程監控。IP 號是由網絡商進行分配的，所以在沒有進入待機頁面時，不具備 IP 地址，只有各個監控點建立傳輸通道之后，服務器等設備才可以開始工作，進行數據的傳輸[3].
1. 2. 1 服務器
服務器端程序在運行的過程中，會對各個監控點的工作進行監視，若是有需要建立連接服務的，就會自動對其進行連接并接受其傳來的數據信息。
同時，服務器端口可以通過 Socket 對數據進行快速準確的傳輸。
1. 2. 2 客戶機
客戶機在運行工作時，會根據預先指定的端口號等與服務器進行信息連接，客戶機 GPRS 技術的終端一般都采用 ETPro + + 的無線形式 IP Modem,這種端口有很多不同的連接接口，人們可以根據需求的不同進行相應的端口選擇。
2 GPRS 技術的應用
2. 1 河道水資源 GPRS 技術監測應用的必要性
河道水資源是非常重要的淡水資源，所以，對于河道水質的實時監控也顯得尤為重要。以往，人們對于河道水質的檢測主要是靠人工進行監測，這種監測手段費時費力，同時還會影響監測數據的準確性[4_ 5].隨著社會經濟的不斷發展，人工監測手段已經逐漸的淡出人們的視野，對于河道水資源的監測也逐漸趨于自動化的檢測系統。所謂的自動化的檢測系統，主要是指在河道的周圍放置一些傳感器監測設備，及時對水質成分的變化進行監控，同時通過無線電裝置將數據傳輸到最近的基站進行處理，并將處理結果再傳到距離比較遠的工作站，然后對其進行進一步的分析處理，嚴密地監控水質的變化。
2. 2 河道監控系統的監測應用
2. 2. 1 總體監測結構的應用
在對河道水資源進行檢測時，每個監測點都可以將 GPRS 作為遠端通訊設備對其進行安裝，多臺流量計或者單臺流量計通過數據采集模塊進行相應的連接，然后再通過 RS232 串行口與 GPRS 模塊相互連接，之后運用網絡系統對數據進行傳輸，最后主 GPRS 模塊再將數據通過串口傳輸到總控制中心（ 見圖 1） .
在河道周圍設置的每一個監測點采集設備對流量傳感器的采集信號進行相應的處理，再將得到的數據通過 RS232 串口將其傳輸到 GPRS 的通信模塊，之后將其與移動基站進行相互連接，最后再通過 IP 和 PPP 協議將數據包封裝后傳輸到 GPRS 網絡系統中； 基站的服務節點與 GGSN 連接對數據進行系統處理，主 GPRS 通信模塊將數據進行解包再通過 RS232 將這些數據傳輸到監測中心的前置機之后，將其導入數據庫之內的服務器中，中心Web 對數據進行顯示處理。
2. 2. 2 河道水資源監測系統的工作設備監測方式
（ 1） 水質檢測儀器在對湖水進行監測時，首先應該對該水源地湖水中所含的各個物質的數據進行檢測分析，如對水質中的色度、濁度以及含鹽量的多少等進行監測，并對湖水中的有害物質如酸堿值以及礦物油等進行監測[6],從而得出以上監測的數據； 然后對該地河道的水質進行總體的數據分析以及數據的整合，從而得出其水質的大致信息。
（ 2） 對現場檢測數據進行采集并處理利用監測系統對該地湖水進行監測，將傳感器測量的結果以標準的信號傳給檢測數據的各個采集器，從而可以對其模擬的數據值進行轉化，之后單片機會對采集的信息進行系統的處理； 如果監測值發現異常或者總數值高于起先規定的數值范圍，該單片機就會自動發出警報，從而提醒相關工作人員進行處理。
（ 3） 無線電通訊網絡的布置對于監測系統的檢測結果要進行處理，但是在對各個監測點的數據進行處理工作時還是會存在相應的難度，首先要想及時地處理分散在各處的監測點就必須要建立無線擴頻系統，這就需要花費大量的人力、物力以及財力； 所以對于數據的監測可以使用 GSM 無線網絡水資源檢測系統，它的覆蓋面比較廣，能夠保證數據的準確以及及時的傳輸。
（ 4） 監控設備
監控中心可以運用地理信息系統來對河道的水資源進行直觀合理的監測管理，它可以實現數據的實時顯示，并可以不受時間的限制對以往的監測數據進行查看。在檢測過程中，若是水質的數據發生變化時，它就會對其進行自主報警并顯示，同時記錄下報警的信息以便于日后查看。
2. 3 水文資料收集系統在河道水資源監測中的具體應用
2. 3. 1 水文資料收集系統的工作原理及設備構成對于水文資料收集系統的構成，主要有以下幾個方面： 中心站主要是以 GPRS 數據接收和中心端管理軟件構成，監測站的構成主要有水位計、電源等。中心站的工作主要是借用互聯網通過 GPRS 平臺對監測數據進行接收并對數據進行初步的處理[7],再由編碼進行調制將處理后的數據借用互聯網軟件傳輸至中心數據庫，然后對各種數據進行分析整合處理。
硬件設備構成： 現階段我國應用 GPRS 技術進行資料收集的'設備主要是水位雨量一體化設備，該設備的體積小，節約能源，對于水情的監測具有準確性以及實時性，由該設備組成的水位雨量的收集系統具有投資小、效率高等一系列的優點。
2. 3. 2 水文資料收集系統的應用
數據終端站對于數據的處置，是采用定時定量報告模式，到設定的時間系統會自動將數據傳輸到中心站。對于雨量以及水位進行加報時，若水位和雨量超過了警戒線，則會按照之前設定的時間進行預報。若水位線達到加報水位時，系統則會立即進行預報。對于河道水文的監測，一般都是在人跡比較稀少的地方，所以，對于系統的供電系統一般是采用太陽能供電，這樣不僅可以滿足供電需求，還可以節省能耗。遙測終端會有多種省電的功能，這樣可以使主機盡量節省能源的消耗，當系統需要對水情進行預報或者加報時，GSM 無線模塊被遙測終端的系統喚醒進行數據的傳輸； 當數據信息發送完畢后，就又進入 “休眠”狀態。在雨量的采集過程中，一般都是雨量觸發 CPU 將其值記錄進固態存儲器之后，設備又進入 “休眠”的狀態。對于水位的數據采集方面，遙測終端會通過定時系統對水位進行采集并記錄每一條采集的數據[8].遙測站在工作時，還可以通過本地鍵盤以及顯示器等對各個配置進行修改。在遙測終端的信息儲存方面，它配備了大容量的儲存模塊，這樣可以記錄大量的雨量或者河道的水位數據。
3 結 語
河道水資源是我國水資源的重要組成部分，其淡水資源的特性可以滿足人類日常的飲用水需求，但是隨著人類工業經濟的不斷發展，對河道水資源的水質也有了很大的影響，威脅著人類日常飲用水資源的安全； 所以對于河道水資源水質要實施嚴密的監控，充分利用 GPRS 等先進的技術建立水資源監測系統，這樣能夠有效、及時的對河道水資源的水質進行實時的檢測并預報，為我國河道水資源的監測提供有力的數據，從而有利于人們對河道水資源做出合理的保護方案，保護水資源。
參考文獻：
[1] 黃榮星，許士敏。 基于 GPRS 技術的城市水資源監測系統[J]. 現代電子技術，2004,27（ 4） : 43_45.
[2] 劉裕偉，劉景彬，姜懷璽。 GPRS 技術在供水測控系統中的應用[J]. 水利技術監督，2010（ 4） : 49_52,56.
[3] 武 建，徐永兵，錢繼兵，等。 GPRS 技術在供水工程無線監測系統中的應用[J]. 水利規劃與設計，2014（ 1） :69_71.
[4] 徐 奕。 基于 GPRS 技術的城市水資源監測系統研究[J]. 電子技術與軟件工程，2013（ 17） : 53.
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[6] 胡 盾。 水資源監測系統應用設計[D]. 西安： 西安工程大學，2013.
[7] 寧 淼，葉文虎。 我國淡水湖泊的水環境安全及其保障對策研究[J]. 北京大學學報（ 自然科學版） 網絡版（ 預印本） ,2009,45（ 1） : 63_69.
[8] 馮道訓。 ZigBee 和 GPRS 技術在無線水文監測系統中的應用研究[D]. 太原： 太原理工大學，2008.
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