水庫自動雨情系統(tǒng)的改進(jìn)

1、水庫自動雨情系統(tǒng)的改進(jìn) 摘 要：雨情系統(tǒng)是一種可以將各個待測雨量站的雨量信息實時地傳回中心站計算機(jī)，并將這些信息分類存儲整理，方便以后查詢的系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)是水庫防洪度汛決策的依據(jù)。短信雨情自動系統(tǒng)是在以前老式雨情自動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)發(fā)展而成的。 關(guān)鍵詞：水庫防洪；老式雨情系統(tǒng)；短信雨情系統(tǒng) 1 老式雨情系統(tǒng)的缺點 （1）老系統(tǒng)信息傳輸是通過大功率無線電臺和大功率中繼構(gòu)成，所以這些電臺必須配置高架室外天線，這就有個缺點，在雷雨天氣很容易遭雷擊。這是一個長期困擾我們的難題。 （2）因為老測站都必須配備高架室外天線，所以機(jī)動性差，移站相對比較困難。這套系統(tǒng)是在20多年前配置的。經(jīng)過20多年的變遷

2、，上游河道發(fā)生很大的變化（比如河道淘金、磁選礦、阿塔山水庫的興建），河道情況發(fā)生很大的變化，所以我們的雨量站也應(yīng)該做相應(yīng)的調(diào)整，阿塔山水庫建成，阿塔山上游的雨量站（大廟、北五塔）基本上沒有意義了。而最近幾年出水比較頻繁的白彥溝流域卻沒有一個測站。雨量站的重新分布已經(jīng)是一個不可回避的問題。 （3）系統(tǒng)老化出錯率高，而且維修困難，以前經(jīng)常遇到一些問題，比如上游已經(jīng)確認(rèn)有雨量而我們的測站卻沒有反應(yīng)，把這些電臺拿回來重新測試一切正常，又找不出原因，這些設(shè)備是專用設(shè)備，在本地維修不了，必須去其生產(chǎn)地進(jìn)行維修，費用比較大，而且有的問題也無法根治。 2 雨情自動系統(tǒng)的總體思路 針對以上這些問題通過對當(dāng)前一些

3、雨情系統(tǒng)的了解，收集資料，比較分析進(jìn)而確定了雨情自動系統(tǒng)的總體思路。 （1）新雨情系統(tǒng)是通過手機(jī)短信來傳遞雨量信息，現(xiàn)在的手機(jī)移動信號非常好，測站都沒有盲區(qū)。手機(jī)信號無需配置大功率室外高架天線，有效地避免了雷擊，新系統(tǒng)已經(jīng)運行兩年，無一次雷擊現(xiàn)象發(fā)生。 （2）測站無需配備高架室外天線，這就使移站變得非常容易，像手機(jī)一樣可以很輕松地在任何一個有手機(jī)信號的地方建站，新系統(tǒng)已經(jīng)將阿塔山水庫上游的大廟、北五塔雨量站取消。在白彥溝流域的阿路包頭和水庫西面的康村五分子恢復(fù)了兩個測站。 （3）由于使用的是手機(jī)信號，所以可靠性非常高，系統(tǒng)只需考慮信號的發(fā)射和接收，而無需考慮信號的中間環(huán)節(jié)，從而使系統(tǒng)的維護(hù)成本

4、大大降低，可靠性大大提高。前方雨量站由雨量短信發(fā)出，而中心站的電腦由于種種原因沒有打開或死機(jī)，像原來的舊系統(tǒng)中的部分雨量就會丟失。新系統(tǒng)是通過雨量短信來傳輸雨量信息，就像手機(jī)一樣，當(dāng)手機(jī)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)時是收不到短信的，但這些短信也不會丟失，當(dāng)開機(jī)的時候這些短信就會重新發(fā)到手機(jī)上，雨情短信和這個道理一樣，可靠性非常高。 3 短信雨情系統(tǒng)的組成 短信雨情系統(tǒng)由各個雨量站和中心站組成。 3.1 雨量站 雨量站由供電部分、雨量采集傳感器、單片機(jī)控制電路、短信發(fā)射模塊四個部分組成。 （1）供電模塊是由12伏45安時的蓄電池和功率為5瓦的太陽能光伏充電板、直流12伏轉(zhuǎn)5伏2安轉(zhuǎn)換器一個組成。因為單片機(jī)和短信

5、模塊用的是5伏電源，所以必須將12伏變?yōu)?伏。 圖1為直流12伏轉(zhuǎn)5伏2安轉(zhuǎn)換器電路圖。 圖1 （2）雨量傳感器采用翻斗式雨量傳感器，每收集到一毫米的雨量，翻斗就會機(jī)械性的翻一下，里面通過一個干簧管和高能磁鋼觸發(fā)一個短路信號，這樣它就會自動計算雨量。 （3）控制采用at89s52單片機(jī)及配套電路。圖2為 at89s52單片機(jī)及外圍電路圖。 圖2 雨量桶傳出的信號線一根接到單片機(jī)的p-3.4，另一根接的電源地。設(shè)置p-3.4為讀狀態(tài)，每當(dāng)有一個短路信號時相當(dāng)p-3.4接地，單片機(jī)讀p-3.4為0，這樣單片機(jī)就能識別雨量桶信號。 （4）短信模塊發(fā)射接收模塊。短信模塊發(fā)射接收?？煊傻聡a(chǎn)的西門子tc

6、35i短信集成電路及其外圍電路組成，用單片機(jī)串口和模塊的串口相連，對短信模塊的控制通過模塊出廠時廠家?guī)У囊惶譨t命令集完成。 比如設(shè)置為英文模式“at+cmgf=1”中文模式 “at+cmgf=0” 讀短信“at+cmgr=短信序號” 雨量站的基本原理是，當(dāng)雨量桶每收到一毫米雨量時，這時雨量桶就會發(fā)出一個短路信號，單片機(jī)數(shù)據(jù)線p-3.4為0狀態(tài)，單片機(jī)收集到這個信號就會通過串口控制短信模塊向中心站計算機(jī)發(fā)射一個雨量短信，通過定時器每8小時發(fā)射一個自檢短信，中心站長時間沒有收到自檢短信說明該雨量站發(fā)生故障。 3.2 中心站 中心站包括短信接收模塊和短信自動雨情系統(tǒng)軟件，短信接收模塊和前面的發(fā)射模塊一樣，電路圖如前所示。 中心站主要就是自動短信雨情系統(tǒng)軟件，是用高級編程語言vb6.0編寫而成，它的基本原理就是中心站不停地處于待機(jī)狀態(tài)，隨時接收來自雨量站的自檢短信和雨量短信，通過對短信的解碼分析，找出來電號碼、來電內(nèi)容、來電時間，通過這些解碼信息判斷出是垃圾短信，還是自檢短信，或者是雨量短信，根據(jù)時間記錄在數(shù)據(jù)庫中。方便以后查詢。 軟件分為系統(tǒng)設(shè)置、短信解碼、數(shù)據(jù)存儲、繪制各種雨量查詢表格。 雨量站設(shè)置就是增加刪除雨量站，更改站名和來電號碼（表1）。 表1 短信解碼就是通過串口將短信內(nèi)容讀入中心站計算機(jī)，并確定來電號碼、來電時間、短信內(nèi)容。