【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）單片機在水位遠程檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用-通信工程

1 濱江學(xué)院 本科 畢業(yè) 論文 系： 濱江學(xué)院 專業(yè)： 通信工程 年級： 2003 屆 姓名： 學(xué)號： 20032334024 論文題目： 單片機在水位遠程檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用 指導(dǎo)教師： 周杰 職稱： 教授 二七年 四 月 十七 日 2 目錄 ： 1. 標題 3 2. 摘要，關(guān)鍵詞 3 3. 引言 3 4. 正文 4 1) 水位的檢測及顯示系統(tǒng) 4 2) 水位遠程檢測系統(tǒng)硬件組成 5 2 1 微控制器 6 2 2 8 2. 3 系統(tǒng)硬件接口連接 9 3) 水位數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)能浖崿F(xiàn) 14 3 1 數(shù)據(jù)包格式 14 3 2 命令集 15 4) 系統(tǒng)應(yīng)用 拓展 17 5 1 系統(tǒng)優(yōu)點 17 5 2 應(yīng)用拓展 18 5) 結(jié)束語 20 5. 參考文獻 20 3 單片機在水位遠程檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用 周強 南京信息工程大學(xué)通信工程專業(yè)，南京 210044 摘 要 ： 本文 介紹一種利用單片機及 線收發(fā)模塊構(gòu)成的水位顯示及遠程檢測系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，設(shè)計一種簡易的水位檢測方法以測得水位的狀況，通過單片機顯示系統(tǒng)在水位現(xiàn)場以 方式顯示出來，并通過與之相連的 塊將水位信息以一種無線的方式發(fā)送給遠程終端，起到檢測的作用。 另一方面， 本文還介紹了 此系統(tǒng)在現(xiàn)階段的防洪，汛期水位檢測中的 運用。其覆蓋范圍廣，成本低廉，實現(xiàn)方便的特點，完全可以替代現(xiàn)有廣域水位檢測以及警報系統(tǒng)，保證廣大人民群眾生命和財產(chǎn)的安全。 關(guān)鍵詞 ： 口通信 遠程檢測 如大家所知， 供水系統(tǒng)中的水塔和高位水池等設(shè)備由于所處地勢高， 人員 上下極為不便，有時水即將用完也不知道，造成需用水時卻無水可用的情況。此外，在向池中注入水的過程中，由于不知道水位的情況，也就無法控制注水量的多少，這會嚴重影響正常的工作效率。為此 ， 需要 對水位進行自動顯示、監(jiān)測和報警。傳統(tǒng)的水位檢測系統(tǒng)一般通過有線方式與監(jiān)控中心取得聯(lián)系，這種方式不但維護起來困難 ，需要專門人員進行維護調(diào)控 ，而且在很大程度上限制了其在時空上的拓展性 ，而內(nèi)部 架設(shè)的 無線網(wǎng)絡(luò)成本又極高 。采用 塊與單片機構(gòu)成 的系統(tǒng)則 能利用現(xiàn)有 能有效節(jié)約成本 。通過單片機的并行 I 0 口可以很方便的實現(xiàn) 實時 水位的顯示功能 。 現(xiàn)有的 絡(luò)在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，具有網(wǎng)絡(luò)能力強的特點，用戶無需另外組網(wǎng)，在極大提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的同時為客戶節(jié)省了昂貴的建網(wǎng) 成本 和維護費用。當采用 塊時 ， 相比碼分多址技術(shù)， 目前基于 時分多址技術(shù)的移動通信體制 是 最成熟、最完善、應(yīng)用最廣的一種系統(tǒng) 。 我國目前已經(jīng)建成覆蓋全國的 字蜂窩移動通信網(wǎng) ， 可以通過 其 實現(xiàn)遠程終端監(jiān)控和報警的功能。 下圖為數(shù)傳電臺組網(wǎng)與 信模塊組網(wǎng)的比較。 在數(shù)據(jù)量較大、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小于 15求系統(tǒng)響應(yīng)時間的應(yīng)用中使用數(shù)傳模塊組網(wǎng) 從經(jīng)濟性及實現(xiàn)的難易程度上看較有優(yōu)勢。在要求網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大于 15上、數(shù)據(jù)量很小的應(yīng)用中使用 從經(jīng)濟性及實現(xiàn)的難易程度上看較有優(yōu)勢。 數(shù)傳電臺組網(wǎng) 信模塊組網(wǎng) 比較 組網(wǎng)形式 自建網(wǎng)絡(luò)，一般采用一個中心站的大區(qū)制。一般受無線電管理及經(jīng)費的限制，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小于30 公里，在使用一個中心站的情況下，作用半徑內(nèi)有通信死角。 使用 眾網(wǎng)，蜂窩制式。在城市及人口有一定密集的 區(qū)域， 絡(luò)覆蓋區(qū)域很少有死角。 塊網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大 組網(wǎng)費用 費用主要包括主臺天線，饋線，天線支撐架。終端天線，饋線，天線支撐架。 無組網(wǎng)費用。 塊無組網(wǎng)費用 組網(wǎng)難度 有一定難度。 使用公網(wǎng)。 塊無需組網(wǎng)。 4 終端費用 5W 電臺相當于 塊價格。功率加大費用增加。 終端價格與網(wǎng)絡(luò)范圍無關(guān)， 5塊價格。 在網(wǎng)絡(luò)范圍大于 10，數(shù)傳電臺終端價格大于 塊價格。在1數(shù)傳電臺終端價格小于塊。 使用費用 每個分臺每 年應(yīng)向當?shù)責(zé)o線電關(guān)系部門交納頻率占用費。費用與通信數(shù)據(jù)量無關(guān)。 每發(fā)送一次數(shù)據(jù)向 次發(fā)送字節(jié)數(shù)不大于 140 字節(jié) 。費用與通信數(shù)據(jù)量相關(guān)。 一般來說數(shù)傳電臺組網(wǎng)費用較低。 數(shù)據(jù)速率 一般使用 1200s， 9600s 受每次發(fā)送字節(jié)數(shù)不大于 140字節(jié)及 絡(luò)管理的限制，實際速率不會超過 1200s。 數(shù)傳電臺速率較高。 系統(tǒng)響應(yīng)時間 終端響應(yīng)時間小于 200 絡(luò)及發(fā)送的時間有關(guān)，不可控。一般為若干秒。 數(shù)傳電臺系統(tǒng)響應(yīng)時間較快。 1 水位的 測試及顯示系統(tǒng) 一般的實際使用中 ， 水位的測試通常有兩種方法： 超聲波水位探測儀和干簧管式水位顯示儀。這兩種方法雖然可行但不切實際 ，應(yīng)用起來成本過高，實現(xiàn)起來非常復(fù)雜，同時也不易維護。 本文 結(jié)合了現(xiàn)階段通用的一些技術(shù)， 設(shè)計了一種簡 單易用 ，并且成本低廉 的水位檢測 系統(tǒng) 。 該 水位檢測部分由絕緣支架、電極、導(dǎo)管和浮球幾部分構(gòu)成，如圖 1所示。浮子由 1個直徑 15 根長 105 徑 15 管是一根外徑 20 徑 17 支架由長 80 余部分安裝在 1個長 25 20 5 5 而水位檢測顯示系統(tǒng)則由水位測試系統(tǒng)、單片機的并行 I 0口、電阻、電源以及 如圖 2所示。 電極 1 1、 2和 3 相連，而對應(yīng)的 l 到 電源的正極。當水位達到水滿位置時，此時 因為水的 導(dǎo)電 作用 ，電極開關(guān) 2 和 導(dǎo)通，相應(yīng) 3個發(fā)光二極管都點亮；當水位達到正常水位時， 通，而 應(yīng) 2和 3置低， 2個二極管點亮 ;當水位達到缺水位置時，此時只有 通，對應(yīng)只有 亮。 所以根據(jù) 二極管燈點亮 的 個數(shù)的顯示， 工作人員 在現(xiàn)場給水池注水時，就能很清楚的知道 現(xiàn)場水位的狀況，這樣就能夠正確的注水，而不會出現(xiàn)文章開頭出現(xiàn)的狀況。 如圖一：當水位到達 ， 水池中的已經(jīng)接近滿的狀態(tài)。此時，因水接觸 使之導(dǎo)通，于是 極所連接的 被點亮，從而可以很直觀的報告水池中的水位已滿。如圖 2。 但這僅僅局限于工作人員在場的情況下可知。我們今天所要解決的是遠程的水位監(jiān)控，所以接下來就要用到單片機， 2 水位遠程檢測系統(tǒng)硬件組成 不過上面制作的系統(tǒng)，只有工作人員在水位顯示裝置前才能得知水位情況，依然需要專門人員定時進行察看以及檢測，遇到工作人員不在的特殊情況，或系統(tǒng)異常時，此系統(tǒng)便無法應(yīng)對。所以下面，本文就要設(shè)計一個簡單，可以遠程檢測并控制的水位遠程檢測系統(tǒng)。 水位遠程檢測系統(tǒng)實際是一個無線數(shù)據(jù)的收發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是通過現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的傳送 ，相比專用無線網(wǎng)絡(luò)， 此系統(tǒng) 架設(shè)以及維護成本都比較低廉， 實現(xiàn)起來也很方便 。 此系統(tǒng) 主要由兩部分組成，即微控制器芯片 89片 2 1 微控制器 微控制器采用 司推出的一種小型單片機 8995 年出現(xiàn)在中國市場。其主要特點為采用 低了制造成本，其軟件、硬件與 以很快被中國廣大用戶接 6 受，其程序的電可擦寫特性，使得開發(fā)與試驗比較容易。 其 內(nèi)有 2 28 890引腳，其中 8腳 （圖 1） ，可以作為一般的準雙向端口，在引腳的驅(qū)動能力上，具有很強的下拉能力 。 89很寬的工 作電源電壓，可為 6V,當工作在 3流相當于 6。 892態(tài)電流為 閑態(tài)為 1電態(tài)僅為 20樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng) 。 我們這里使用的 片機，如 上 圖。 其內(nèi)部電路圖如下圖： 7 當水池水位已滿時， 都高電平。在 是一組 8位雙向 I/要是考慮它們分別是內(nèi)部精密 比較器的同相輸入端（ 反相輸入端（ 如果需要應(yīng)在外部接上拉電阻。 輸出緩沖器和吸收 20流并可直接驅(qū)動 引腳寫入“ 1”時可作輸入端，當引腳 們將因內(nèi)部的上拉電阻而輸出電流（ 還在 8 為復(fù)位輸入， 腳一旦變?yōu)閮蓚€極其周期以上的高電平，所有 I/O 口都將復(fù)位到“ 1”（高電平）狀態(tài)，當振蕩器正在工作時，持續(xù)兩個極其周期以上的高電平便可完成復(fù)位，每個機器周期 為 12 個振蕩時鐘周期。所以，此端口作用為工作過程中的復(fù)位。 4和 5 是 腳。如圖： 其中 3中時鐘振蕩器為內(nèi)部振蕩電路 ,采用的是石英晶體振蕩器組成時鐘振蕩器。 010 5地。 2 2 100模塊采用全 藝先進、可靠性高，工作電壓范 圍為 5 15 v。 工業(yè)級產(chǎn)品設(shè)計，工作溫度范圍寬，可適合野外工作 。 全封閉鋁合金外殼，抗干擾能力強 。 其內(nèi)置的德國西門子公司 須學(xué)習(xí)復(fù)雜的 準配置為 9 2 3 系統(tǒng)硬件接口連接 整個水位遠程檢測系統(tǒng)由上位機和下位機構(gòu)成，其中上位機主要是指移動終端即手機，而下位機是由 電路連接原理圖如圖 3所示。 下位機安裝在水池附近，而微控制器 100A 之間是通過 三線制串口 （ 相連的，即 3中以網(wǎng)絡(luò)標號相連。由于各自的工作電壓不太一樣，在這里采用電平轉(zhuǎn)換芯片 它是 司專門為與低壓微控制器芯片接口推出的 ， 外圍電路簡單 ， 工作可靠 ，用于 把單片機串口的 晶體管邏輯電路的英文縮寫（ ，是數(shù)字集成電路的 一大門類。它采用雙極型工藝制造，具有高速度低功耗和品種多等特點。 從六十年代開發(fā)成功第一代產(chǎn)品以來現(xiàn)有以下幾代產(chǎn)品。 10 第一代 4系列，（其中 54 系列工作溫度為 +125， 74 系列工作溫度為 0+75 ) ，低功耗系列簡稱 速系列簡稱 第二代 低功耗肖特基系列（ 第三代為采用等平面工藝制造的先進的 先進的低功耗 由于 電路延時功耗積較小， 此獲得了廣泛的應(yīng)用。 下面為 各類 電路類型 00多個品種，大致可以分為以下幾類： 門電路 譯碼器 /驅(qū)動器 觸發(fā)器 計數(shù)器 移位寄存器 單穩(wěn)、雙穩(wěn)電路和多諧振蕩器 加法器、乘法器 奇偶校驗器 碼制轉(zhuǎn)換器 線驅(qū)動器 /線接收器 多路開關(guān) 存儲器 特性曲線電壓傳輸特性 ： 11 瞬態(tài)特性 由于寄生電容和晶體管載流子的存儲效應(yīng)的存在，輸入和輸出波形如右圖。存在四個時間常數(shù) td,tf, 延遲時間 下降時間 儲時間 上升時間 基本單元“與非門”常用電路形式 12 四管單元 五管單元 六管單元 主要封裝形式，雙列直插；扁平封裝。 計算機與計算機或計算機與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程 傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標準接口，使不同 的設(shè) 備可以方便地連接起來進行通訊。 232稱 目前最常用的一種串行通訊接口。它是在 1970 年由美國電子工業(yè)協(xié)會（ 合貝爾系統(tǒng)、 調(diào) 制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標 準。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（ 數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（ 間 串行二進制數(shù)據(jù)交 換接口技術(shù)標準”該標準規(guī)定采用一個 25 個腳的 連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信 號的電平加以規(guī)定。 （ 1）接口的信號內(nèi)容 實際上 5條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用 3條引線的信號內(nèi)容見附表 1所示 （ 2）接口的電氣特性 在 ：邏 輯“ 1”， 輯“ 0” +5 +15V 。噪聲容限為 2V。即 要求接收器能識別低至 +30”，高到 信號 作為邏輯“ 1” 附表 1 13 （ 3） 接口的物理結(jié)構(gòu) 5芯插頭座 ,通常插頭在 插座在 一些設(shè)備與 連接的 因為不使用對方的傳送控制信號 ,只需三條接口線 ,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”。所以采用 芯插頭 座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。 （ 4）傳輸電纜長度 由 %的情況下，傳輸電纜長度應(yīng)為 50 英尺，其實這個 4%的碼元畸變是很保 守的，在 實際應(yīng)用中，約有 99%的用戶是按碼元畸變 10范圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠超過 50 英尺，美國 10%而得出附表 2 的實驗結(jié)果。其中 1號電纜為屏蔽電纜，型號為 有三對雙絞線，每對由 22# 成，其外覆 以屏蔽網(wǎng)。 2號電纜為不帶屏蔽的電纜。型號為 2# 附表 2為 司的實驗結(jié)果。 附表 2 單片機的并行 I 通過網(wǎng)絡(luò)標號 1、 2和 3分別與水位測試系統(tǒng)中的電極按鍵 2 和 一端相連。當水位 處 在不同狀態(tài)時，由于按鍵 1 1、 2和 3電平的狀態(tài)也不一致。這樣就可以通過檢測 的狀態(tài)， 將其狀態(tài)以短消息的形式由 信 模塊發(fā)送出去，手機終端收到短信后就可以判斷水位的狀態(tài)。這樣就完成了水位的遠程檢測功能。 實際使用過程中， 通過 口的電平狀態(tài)，如 是高點平， 100A， 線網(wǎng)絡(luò)模塊相連，即 于工作電壓不同，需要用到 轉(zhuǎn)換后的電壓適用于 線模塊。 行接口使用線路少，成本低，特別適用于遠程傳輸。其中 據(jù)終端設(shè)備） 據(jù)通信設(shè)備），發(fā)送串行數(shù)據(jù)； 據(jù)終端設(shè)備） 據(jù)通信設(shè)備），接受串行數(shù)據(jù)。 該標準規(guī)定采用一個 25個腳的 連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。 但一些設(shè)備 與 連接的 因為不使用對方的傳送控制信號 ,只需三條接口線 ,即 “ 發(fā)送數(shù)據(jù) ” 、 “ 接收數(shù)據(jù) ”和 “ 信號地 ” 。 14 按照圖 3所示，把線路接好后，當水位滿， 上 2 2過 100 受 3 水位數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)能浖崿F(xiàn) 由于 它們之間的數(shù)據(jù)傳輸遵循串行數(shù)據(jù)的格式，其傳輸數(shù)據(jù)格式為： 1個 起始位、 8個數(shù)據(jù)位和 1個停止位，且無校驗 (即 5)。串口速率為固定的 9600 片機將采集到的水位信息即 1、 2和 3的置零狀態(tài)通過串口傳送給 就相應(yīng)的按照某種固定的數(shù)據(jù)格式將水位信息發(fā)送 到終端上 。 沒有其他任何握手和數(shù)據(jù)流控制線，只需按照 100的，所以在使用它傳輸數(shù)據(jù)時要用到電話號碼。數(shù)據(jù)包中用 6個 8位二進制字節(jié)表示電話號碼，每個字節(jié)中的高 4位和低 4 位均用 樣每個字節(jié)可表示兩位電話號碼， 所以 6個字節(jié) 總 共可表示 12 位電話號碼。因為現(xiàn)行的電話號碼均為 11位，而 6字節(jié)能表示 12 位十進制的 以在傳輸數(shù)據(jù)表示電話號碼時要在電話號碼的前面補 0以湊足 12位。假設(shè)電話號碼是轉(zhuǎn)換成 6字節(jié) 1H 35H 84H 00H 24H 62H。 3 1 數(shù)據(jù)包格式 無論是數(shù)據(jù)還是命令都用 下面的格式來表示： 制字節(jié) 信息 15 不管是命令還是數(shù)據(jù)，都有一個包頭 著就是一個控制字節(jié)。本模塊規(guī)定：當控制字節(jié)大于 147時，數(shù)據(jù)包為命令，否則就為數(shù)據(jù)。比如命令 控制字節(jié)，因 47，故參數(shù)為命令字節(jié)。模塊就是靠數(shù)據(jù)包的第二個字節(jié)來識別發(fā)給它的信息是命令信息還是數(shù)據(jù)信息的。 如下圖所示。 字節(jié)位置 第一字節(jié) 第二字節(jié) 第三字節(jié) 第九字節(jié)以后 字段名稱 字頭 控制碼 地址 數(shù)據(jù) 發(fā)送數(shù)據(jù)時 送數(shù)據(jù) 140 發(fā)送用戶數(shù)據(jù)的格式 根據(jù)數(shù)據(jù)包格式，發(fā)送用戶數(shù)據(jù)格式如下： 制字節(jié) =D 其中， 7括 字節(jié)長度一般是固定的，為 l+6=7字節(jié)。 目的地址，號碼需要進行格式轉(zhuǎn)換。 總長度不大于 140字節(jié)，因為短信息的數(shù)據(jù)長度不 能超過 140字節(jié)。 假設(shè)要發(fā)送 11H、 22H、 331H、 445H，共 6個字節(jié)數(shù)據(jù)，接收方的電話號碼 (目的地址 )是 3 個字節(jié) )， 01H 35H 84H 00H 24H 62H， 2H 33H 44H 55H,發(fā)送格式如下： 1H 35H 84H 00H 24H 62H 00H 11H 22H 33H 44H 55H 接收用戶數(shù)據(jù)的格式 接收用戶數(shù)據(jù)格式如下： 制字節(jié) =D 與發(fā)送用戶數(shù)據(jù)格式不同的是 是發(fā)送方的電話號碼，即源地址。 假設(shè)收到上面發(fā)送來的 11H、 22H、 33H、 445H,共 6字節(jié)數(shù)據(jù)，發(fā)送方的電話號碼 (源地址 )是 3 個字節(jié) )， 1H 39H 20H 85H 57H 95H， 1H 223H 44H 55H,接收到的數(shù)據(jù)格式如下： 1H 39H 20H 85H 57H 95H 00H 11H 22H 33H 44H 55H 3 2 命令集 16 過對不同命令的操作來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的正確收發(fā)過程，其命令集如表 1所列。 格式 方向 功能 塊 模塊已工作。上電初始化完成后即返回此代碼 位機 詢問模塊是否工作。初始化完成后任何時候用此命令詢問模塊，只要模塊工作正常，會立即返回 則不返回任何命令碼 塊 數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送成功。由于網(wǎng)絡(luò)原因原因，發(fā)送相同的數(shù)據(jù)所需要的時間也是不相同，所以發(fā)送數(shù)據(jù)時，要等到數(shù)據(jù)發(fā)送的回應(yīng)代碼（ 再發(fā)送下一次數(shù)據(jù) 塊 數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，需要重新發(fā)送 位機 詢問模塊的軟件版本 塊 回答軟件版本。后跟八個字節(jié)的版本信息（ 塊 模塊忙 塊 數(shù)據(jù)實際長度與長度字節(jié)不符。如果數(shù)據(jù)實際長度小于長度字節(jié)所給的數(shù)據(jù)長度，則模塊會用此次數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)來彌補長度 ，繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)的實際長度大于長度字節(jié)所給的數(shù)據(jù)長度，模塊會將多出的字節(jié)丟掉，并返回表示模塊忙的命令碼（ 位機 系統(tǒng)復(fù)用 17 實際使用過程忠，首先 上電后模塊內(nèi)的單片機對 道單元進行初始化。初始化后的 道單元向網(wǎng)絡(luò)進行登記并保持網(wǎng)絡(luò)連接。 發(fā)送短信時：上位機將要發(fā)送的短信通過串口接口按 信格式送接口電平轉(zhuǎn)換電路。接口電平轉(zhuǎn)換電路將上位機不同電平的信號轉(zhuǎn)換成 信號送模塊內(nèi)的單片機 片機 接收短信時 :單片機將短信以通過接口電平轉(zhuǎn)換電路送給上位機。 水位滿時，其格式無論是數(shù)據(jù)還是命令都是 到我手機上，因我的手機號碼為即目的地址，號碼需要進行格式轉(zhuǎn)換為 12位十進制的 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)為 01H 35H 84H 00H 24H 62H。 當水位滿， 部輸入高電平 1 。則單片機輸出 到 單片機 道單元 ,轉(zhuǎn)換后的 為 2H 33H 44H 55H。 道單元將短信發(fā)給 手機上收到信息后，就以可以得知水位已滿的信息。 4 系統(tǒng)應(yīng)用 拓展 4 1 系統(tǒng)優(yōu)點 該系統(tǒng)的種種特點完全可以擴展到其他的領(lǐng)域使用，如長江水位的防汛工作。如果用戶想要了解長江的水位情況，只需要發(fā)送一個短信，就可以及時的了解水位狀況，而不需要親臨現(xiàn)場。 相比其他遠程水位檢測系統(tǒng)，采用 節(jié)約成本 目前應(yīng)用的水情自動測報系統(tǒng)一般都需要組建專門的通信網(wǎng)絡(luò)，覆蓋范圍大的可能還要加多級中繼，建設(shè)成本和建設(shè)周期相當大。而如果應(yīng)用短消息業(yè)務(wù)來傳輸水情數(shù)據(jù)，只需要一個 據(jù)的傳輸和傳輸質(zhì)量全由 以節(jié)約建設(shè)成本和建設(shè)周期。 短消息業(yè)務(wù)傳輸水情數(shù)據(jù)，由于電信部門的網(wǎng)絡(luò)相對水情系統(tǒng)是透明的，所以水情系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就變得簡單，這樣就便于自動測報網(wǎng)絡(luò)投入使用后的維護和維修工作，節(jié)約維護和維修成本以及網(wǎng)絡(luò)的運營成本。 通信費用低廉。雖然利用短消息業(yè)務(wù)來實現(xiàn)水情自動測報系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸需要通信費用的缺點，但相對來說，它的通信費用是相當?shù)土?。綜合考慮整個工程的投入，那么用短消息業(yè)務(wù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綄⒛軓墓こ痰慕ㄔO(shè)、維護、維修等各個方面節(jié)約下很多成本。 提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性、可靠性 18 對于水情自動測報系統(tǒng)中的自動化通信設(shè)備來說，由于其所處的地理環(huán)境，防雷一直是一個十分頭痛的問題，即使增加了許多防雷設(shè)備和器件，這些設(shè)備還是經(jīng)常遭雷擊。使用 以防雷問 題也就不會那么突出。 由于傳輸短消息的 信網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國，這可以使得水情自動測報的范圍也很大，遙測站的數(shù)目可任意擴充。對于一些覆蓋地域比較廣的水情自動測報系統(tǒng)來說，用短消息業(yè)務(wù)來傳輸水情數(shù)據(jù)就有更大的優(yōu)勢。 采用短消息傳輸后，通信信道的信噪比、誤碼率等通信的性能指標都可以由 絡(luò)的性能指標和通信協(xié)議得到保證，可以免去很多數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)校驗、檢錯、糾錯工作，數(shù)據(jù)通信的可靠性可以得到提高。 4 2 應(yīng)用拓展 除了應(yīng)用于固定遙測站的水文信息傳輸外，短消息業(yè)務(wù)作為移動通信網(wǎng)絡(luò)的通信業(yè)務(wù)之一，更 能應(yīng)用于迅測等流動水文遙測站的水文信息傳輸，而這一切的實現(xiàn)不需要增加任何通信設(shè)備。 目前幾種通信方式的比較 我國目前水情自動測報系統(tǒng)的通信方式主要有短波通信、衛(wèi)星通信和超短波通信。 短波通信的傳播距離較遠，受地形限制較少，但受電離層的影響，通信質(zhì)量差和信道穩(wěn)定性差，而且受氣候的影響大，在實際應(yīng)用中很少采用。 衛(wèi)星通信的傳輸質(zhì)量好，傳輸距離不受限制，覆蓋面積大，受地形、氣候的影響小，組網(wǎng)靈活，但衛(wèi)星終端設(shè)備成本較高。另外，雖然系統(tǒng)采取按時收費，還依然有較高的使用成本，實際應(yīng)用也不是很廣泛。 超短波通信的信 號傳輸比較穩(wěn)定，質(zhì)量較好，又具有一定的繞射能力，是我國目前水情自動測報系統(tǒng)中應(yīng)用最多、技術(shù)上也較成熟的通信方式，但傳播距離較近，且受地形限制，在山地通信時需設(shè)置中繼站。 統(tǒng)是目前基于時分多址技術(shù)的移動通信體制中最成熟、最完善、應(yīng)用最廣的一種系統(tǒng)。我國目前已經(jīng)建成覆蓋全國的 字蜂窩移動通信網(wǎng)，提供多種業(yè)務(wù)，主要包括：話音業(yè)務(wù)、短信業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。比較這三種業(yè)務(wù)可知，短消息業(yè)務(wù)（ 更適合于水情數(shù)據(jù)的傳輸。雖然短消息業(yè)務(wù)一次最多只能傳輸 140 個字符信息，但用于水情數(shù)據(jù)的傳輸已經(jīng)完全可以滿足要求。 種：點對點短消息和短消息小區(qū)廣播業(yè)務(wù)。目前短消息小區(qū)廣播業(yè)務(wù)還沒有完全開放。點對點短消息業(yè)務(wù)能夠使 絡(luò)的用戶可以接收或發(fā)送有限長度（不超過 140 個字節(jié)）的數(shù)字或文字信息，短消息的收發(fā)不影響通話。 19 不用撥號建立連接，直接把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送到短消息服務(wù)中心，由短消息服務(wù)中心再發(fā)送給最終的信宿。并且， 如果傳送失敗，被叫方?jīng)]有回答確切消息，網(wǎng)絡(luò)會保留所傳消息，當發(fā)現(xiàn)被叫方能被叫通時消息能被重發(fā)，以確保被叫方準確接收。 不僅在水情自動測報系統(tǒng)中，在其它任何領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)通信中，采用簡潔、高效、合理的通信方式一直是追逐的焦點。而利用現(xiàn)有的已建成的公共通信網(wǎng)絡(luò)來快速、可靠的組建各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也是各個領(lǐng)域通信方式發(fā)展的方向，水情自動測報系統(tǒng)也不例外。這樣可以省去組建專用網(wǎng)絡(luò)的巨大投入，只需要接入網(wǎng)絡(luò)的終端模塊就可以了。 隨著 得 應(yīng)用 于其它領(lǐng)域的通信需求，而這些模塊都有易于開發(fā)的通訊接口和協(xié)議，這為短消息業(yè)務(wù)應(yīng)用于水情測報系統(tǒng)的開發(fā)工作創(chuàng)造了很好的條件。對于水情自動測報系統(tǒng)來說， 基于 水情遙測自動測報系統(tǒng)由多個遙測站和一個中心站組成。水情遙測系統(tǒng)中分部在各處的遙測站通過 遙測站測的水位、雨量等數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼荆儆芍行恼具M行相關(guān)的處理。 （） 遙測站 遙測站的組成框圖如圖 1 所示，主要由傳感器（雨量計、水位計）、遙測數(shù)傳儀、電源組成。由數(shù)傳儀 控制采集雨量、水位等