基于S698—ECR的水文监控系统探讨

黄威

摘 要：多年来，水利自然灾害严重威胁着人们的生命安全，国家相关部门也开始注重水利工程的建设，加大了水利设施建设的投资力度。水文监测是实现机械管理的现代化技术，基于S698-ECR的水文监控系统对当前水文现代化建设的重要作用，文章主要分析CDMA-IX无线网络技术对基于S698-ECR的水文监控系统进行数据采集与远程监控，详细分析水文监控系统中的现场终端控制系统及后台数据中心服务系统两大组成部分。

关键词：S698-ECR；水文监控系统；远程智能控制仪 前言

水文现代化建设需要依靠先进的技术，利用技术来采集、传输、处理、应用及管理水文信息，提高其先进性。水文建设现代化的关键在于水文信息系统的建设，而水文监测系统是水文信息系统中的关键部分。水文现代化建设作为水利信息的基础，信息的有效传输非常重要，加强水利监控现场的信息管理非常有必要，是实现信息快速有效传输的关键，水文建设的现代化技术对经济的发展具有一定的推动力。现场终端控制系统与后台数据中心服务系统是S698-ECR水文监控系统中的两大重要内容，这两大系统都是通过CDMA-IX无线网络技术来实现实时通信的，主要对河流及水库进行监控管理。

1 现场终端控制系统

现场终端控制系统又被称为远程智能控制仪，主要是接收相关采集设备所采集的水文信息，并将信息处理后进行封装，最后利用CDMA-IX无线网络技术将处理后的信息发送到后台数据中心，在很大程度上实现了信息的实时传输、查询与显示。

1.1 现场终端控制系统的功能介绍

现场终端控制系统具有信息采集、传输及处理的功能特点。采集功能主要表现为对雨量、水位、流量及闸位等水文数据进行自动采集，在利用CDMA-IX无线网络技术的基础上将采集到的数据传输到后台数据处理中心，最后由后台数据中心来完成信息的处理工作。现场终端系统控制功能还包括水库闸门的控制功能、语音广播控制功能及通航灯控制功能等。通过对水库闸门及通航灯的智能控制来查询闸门信息与通航灯信息，对闸门及通航灯的开关进行控制；语音广播控制功能主要体现为对下游船只提供语音广播的预警功能[1]。

1.2 现场终端控制系统的设计原则

现场终端控制系统的设计需要遵循一定的原则，在实现设计先进性的同时还要确保其实用性、可靠性、安全性、准确性及易维护的特点。

现场终端控制系统采用图形液晶对雨量、上下游水位及标准时间等水文信息进行直观显示，采用低耗能的供电方式，确保其实用性。该系统设计时应综合考虑自动与手动两种方式，以自动形式为主，确保当系统出现故障时能实现人工控制。所以在进行系统设计时应采用高性能的CPU，保证其稳定性，水文测量终端采用RS-485现场总线结构，同时还要避免各系统之间的干扰，对电源与信号采取避雷保护措施，确保系统的可靠性。系统的安全性管理包括通信安全性与系统控制的安全性，在进行设计时要考虑通信的抗干扰能力，同时还要对系统控制软件进行加密处理，设定操作权限，从而确保系统的安全性。信息采集与传输系统在进行数据采集与传输时要确保其准确性，采用可靠的系统软件及时准确地分析并处理信息。在进行系统设计时还应该加强重视其维护工作，一旦发生故障可以随时查看硬件的工作状态，实现对系统的易维护。

2 后台数据中心服务系统

2.1 后台数据中心服务系统的组成部分

后台数据中心服务系统是集计算机技术、数据库技术及网络技术于一体的信息服务系统。主要由数据收发服务器、数据库服务器及WEB网路服务器三大部分组成，数据收发服务器主要是对现场监控系统运行状态进行实时查询与监控，数据服务器工作的重点是对原始数据进行入库处理，WEB网络服务器则是利用公共网络对相关水文信息进行更新、预测与分析。

2.2 系统功能

通过对实时雨量、流量及闸门等水文信息的接收、处理与转发来实现系统的功能，并按照国家防汛抗旱指挥系统中的数据库结构来建立遥测数据库，完成原始数据的入库工作。遥测出来的数据通过CDMA-IX无线网络技术将所采集的信息全部汇聚到数据服务中心，然后将汇聚的信息进行处理与分析，利用计算机实现数据的远程传输，将处理后的信息发送到相关地区的水情中心，实现对信息的查询、分析、发布等。

3 系统硬件及软件设计

3.1 系统硬件设计

现场终端控制系统是基于S698-ECR的水文监控系统的硬件部分，包括主控板、继电器控制板、CDMA通信终端等，系统硬件的功能主要由远程智能控制仪来实现，从而完成水文信息数据的采集与传输工作。远程智能控制仪主要由主控箱与设备箱组成，其中主控箱包括CPU处理模块、液晶显示模块、CDMA通信模块、RS-485通信模块、CPLD控制模块、继电器控制模块及语音录放模块等[2]。主控箱中的的继电器控制板主要是通过CPLD模块控制接口设备箱的继电器工作，接口设备箱能有效地控制水库闸门及通航灯等水利设备，不过要靠继电器外接端子来实现。当无线通信网络或者主控箱出现故障时，后台数据服务中心所发送的指令并不能正常到达接口设备箱，在接口设备箱中设置一个自动/手动的切换控制开关，在主控箱不能控制继电器设备的情况下可以通过手动控制来完成工作，实现对水利设备的有效控制，提高系统的安全可靠性。

3.2 系统软件设计

现场终端控制程序（远程智能控制仪的控制程序）及后台服务器的应用程序是基于S698-ECR的水文监控系统的软件设计中的两大重要内容，数据采集、传输的准确性与实时性对水文监控有很重要的影响作用，实现数据的智能传输有利于提高水文监控的有效性，在没有人员值班的情况下也能实现数据的正常传输，从而保证后台数据中心能正常接收现场终端的水文信息数据，最终实现水文信息数据入库及网络公布等多种应用功能。远程智能控制仪的控制程序的设计是通过编写现场终端与数据中心的通信协议来实现对水文信息数据的采集与对水利设备的控制，后台服务器的应用程序主要是通过编写数据库的应用程序来实现后台数据中心系统对各水利站点的管理。

3.2.1 现场终端程序设计。远程智能控制仪的控制程序的设计是采用模块化的思路来进行的，在进行程序设计时，应着重于主控箱上的S698-ECR程序设计，在设计之前应该重点考虑其数据信息采集、传输功能，以及对水利设备的控制功能设计。现场终端程序的设计包括水文数据采集协议的编写、现场控制端与后台数据中心通信协议编写。现场终端控制系统主要是通过CDM通信模塊与后台数据服务中心完成数据的交互，而后台数据中心可以对现场终端控制系统来发送水利设备查询及闸门、通航灯、语音等控制命令。

3.2.2 后台数据中心程序设计。后台数据中心的主要功能与任务是接收并储存信息，并对相关水利站点的水利设备进行有效控制。后台数据中心的程序设计包括对水文监控系统数据的设计、后台数据库的建立等。水文监控系统数据库的设计应综合考虑包括水利设备管理、人力资源管理及水库电站管理等内容。后台数据中心数据库的建立解决了软件中通信模块的参数设置，实现水利设备的查询，获取水利设备及水电站的实时信息。

4 结束语

基于S698-ECR的水文监控系统设计需要结合当地水利的实际情况，综合考虑现场终端控制系统与后台数据中心服务系统所需具备的各种功能。水文信息的采集与传输是进行水利管理的前提，是做出准确水文预报及防汛抗旱决策的重要依据。而基于S698-ECR的水文监控系统是综合计算机技术、通信技术及网络技术于一体的系统，能对相关水文信息进行采集、输送及处理，同时采用CDMA-IX无线网络技术可以实现对水文监测站的数据采集与远程监控，从而提高水情信息的准确性与实用性等，加快我国水利现代化建设的进程。

参考文献

[1]唐广鸣.海河闸水文站水文监控系统及运行状况[J].水利水文自动化，2012，16（02）：136-138.

[2]李云，杨玉峰，梅顺良，等.基于GPRS的水文遥测监控系统[J].仪表技术与传感器，2010，11（06）：93-94.