基于GPRS的灌区水资源监测系统研究

张洋

摘要：灌区在农业经济中扮演着重要的角色，灌区水资源监测对灌区的信息化发展必不可少，传统的灌区水资源监测监测量单一、监测手段落后、监测系统多处于C/S单机架构已经不能满足信息化需求。本文在已有的监测方法上结合信息化技术，以基于GPRS技术以及B/S浏览器架构研究一种更加智能化、现代化的远程灌区水资源监测系统来满足现有需求。

关键词：水资源监测 GPRS B/S架构

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）07-0076-01

1 引言

2010年针对全国范围内的灌区专项普查中对国内灌溉面积在50亩以上的灌区进行数据统计调查和全国水灌区水利设施基本情况考察。调查结果显示我国大型灌区共有456宗，中型灌区7316宗，小型灌区205.82万宗，其中大部分中小型灌区对灌区水资源监测多处于人工监测状态，部分大型灌区监测数据难以集中到相关部门[1]。对此本文研究出基于GPRS灌区水资源监测系统可实现对灌区水资源数据自动采集存储、远程发送、网页浏览等功能。

2 系统总体结构设计

监测系统总体结构如图1所示。

其中数据采集部分主要实现对数据的自动采集存储，由遥测终端（RTU）完成；数据传输部分通过RTU的GPRS模块将监测信息发送至上级监控服务器，GPRS通过ADSL方式或APN专线方式连入服务器；服务器通过TCP/IP协议接收数据，基于B/S架构的上位机可使用户通过Web访问服务器查看各灌区水资源监测信息[2]。

3 系统硬件设计

RTU实现数据的采集、存储、发送功能RTU基本硬件结构如图2所示。

其中主控芯片为PIC18F67K22型号。RTU接口包括485接口、GPRS接口、433HZ无线模块接口、模拟输入输出接口、显示屏接口等。

GPRS模块采用BENQ GPRS，使用移动2G手机卡开通流量包月服务以及VPN服务。模块通过内嵌TCP/IP协议建立与服务器连接。利用GPRS可使用单片机IAP功能实现RTU的远程升级。服务器将RTU程序的bin文件以数据包形式通过GPRS发送给RTU完成此功能。

4 服务器上位机设计

系统服务器上位机软件总体采用三层结构：界面层、数据层、通信层。结构图如图3所示。

通信层主要通过Socket（套接字）建立连接，以TCP/IP协议接收RTU上报灌区水资源数据以及下发RTU控制指令。控制命令的下发由界面层浏览器触发，由通信层的WCF服务封装命令，再由通信服务程序发送到RTU[3]。

数据层的数据库是整个上位机系统的核心与纽带，提供灌区用水量数据的查询、存储、维护等功能。使用SQL Server 2008以.NET平台进行开发基于SQL语言编写，本系统数据库包括：水情数据库、工况信息库、报警数据库、系统数据库。

界面层主要实现用户Web浏览功能主要，基于JavaScript对象XMLHttpRequest的Ajax实现界面的实时数据显示，与数据库建立连接实现数据访问查询，以MSChart控件完成图表绘制显示，同时系统上位机还需设置图形报表查询以及管理员安全设置。

5 结语

本文研究设计的基于GPRS灌区水资源监测系统符合灌区信息化建设要求，解决了偏远灌区监测难等问题，同时具有很好地实用性。

参考文献

[1]金喜来，杨轶.国家水资源监控能力建设全面展开稳步推进[J].中国水利，2011（24）：158-159.

[2]姚姗姗.基于.NET框架的灌区信息开发与应用[D].广西大学，2006.

[3]黄亚萍.灌区信息采集处理系统的软件设计[D].哈尔滨理工大学，2012.