熊啟龍，羅澤旺，吳恒清

（水利部淮河水利委員會水文局，安徽 蚌埠 23300）

0 引言

水文信息電話自 2001年推出以來，就以物美價廉，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，在全國20個省市水文系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，其采用有線 PSTN 電話網(wǎng)做為信息傳輸通道，將普通電話功能和水文信息輸入、傳輸、接收集成到統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺上，并以人性化、方便、快捷的人機(jī)界面，為廣大基層水文人員所熟知。水文信息電話的應(yīng)用，為各地水文站，特別對于交通不便、地處偏遠(yuǎn)地區(qū)的水文站或報訊站點(diǎn)，提供了一種可靠的信息傳輸手段。在當(dāng)時通信方式比較有限的時代背景下，相當(dāng)長的一段時期內(nèi)，信息電話成為基層水文信息傳輸不可獲缺的方式。

隨著通信技術(shù)的高速發(fā)展，全國各地的通信網(wǎng)絡(luò)在不斷地完善和發(fā)展，無線通信網(wǎng)絡(luò)逐漸覆蓋了偏遠(yuǎn)地區(qū)，在其上的應(yīng)用開發(fā)也逐漸豐富，可利用的通信網(wǎng)絡(luò)方式也逐漸增多，一些重要的水文站，配置了計算機(jī)，以無線或者有線方式接入的互聯(lián)網(wǎng)也得到了應(yīng)用，水文信息化水平不斷提高。同時，水文信息獲取的方式也在發(fā)生著深切地變革，近年來全國各地建設(shè)了很多水文自動測報系統(tǒng)，一些水文參數(shù)，比如水位、雨量、溫度等參數(shù)，逐漸由傳統(tǒng)的人工測量的方式轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣訙y量、傳輸和收集，其應(yīng)用也從以前的作為幕后參考走向了前臺應(yīng)用?；谝陨闲畔⒒夹g(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，在通信方式比較有限的時代背景下被大量使用的信息電話，面臨著通信方式單一、自動化程度不高、易遭雷擊等問題，業(yè)務(wù)應(yīng)用逐步減少?；次木衷谖±习姹拘畔㈦娫捥攸c(diǎn)的基礎(chǔ)上，綜合考慮淮河流域水文信息化特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前廣泛采用的通信方式，研制了新版本的水文信息電話。

1 設(shè)計思路

當(dāng)前，水文參數(shù)的收集主要有2種方式，一種是傳統(tǒng)的人工測量，水文人員定時測量水文參數(shù)，然后將測量的水文數(shù)據(jù)通過信息電話或者其它方式傳送到分中心，分中心實現(xiàn)全系統(tǒng)水文參數(shù)的收集和整理。這種方式的特點(diǎn)是測量參數(shù)準(zhǔn)確，水文參數(shù)類型多，但是，數(shù)據(jù)實時性、完整性得不到保證，受測量人員技術(shù)水平和天氣因素的影響比較大。另外一種方式是利用自動化、通信技術(shù)，建設(shè)水文水情自動測報系統(tǒng)，實現(xiàn)部分水文參數(shù)的自動采集和傳輸，水文自動測報系統(tǒng)站點(diǎn)根據(jù)水文測報規(guī)范自動測量水文參數(shù)，并將處理好的水文參數(shù)數(shù)值以某種通信方式自動傳輸?shù)椒种行?，實現(xiàn)水文參數(shù)從采集處理到傳輸、收集的自動化。這種方式的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)實時性、完整性好，通信方式多，自動化程度高，缺點(diǎn)目前能自動測量的水文參數(shù)類型不多，自動化維護(hù)任務(wù)要求高。

以上的2種方式構(gòu)成了目前大多數(shù)水文站的主要工作方式，各成體系，獨(dú)立工作，俗稱“兩張皮”，這兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，而且會在相當(dāng)長的一段時期內(nèi)共存。如果將這2種方式通過一定的技術(shù)手段結(jié)合起來，充分利用各自的優(yōu)點(diǎn)，將極大地方便于廣大水文工作者。新版水文信息電話就提供了這樣一種技術(shù)手段，將水文人工測報與水文自動測報系統(tǒng)結(jié)合起來，將這“兩張皮”粘合到一起，構(gòu)建成統(tǒng)一的系統(tǒng)。

2 功能特點(diǎn)

新版信息電話的研制主要由2部分組成，信息電話升級和中心站報文接收軟件改造。

新版本信息電話在原水文信息電話的基礎(chǔ)上，增加1個標(biāo)準(zhǔn) RS-232接口，使其具有與其它設(shè)備通信的能力。重新設(shè)計開發(fā)水文信息電話的內(nèi)置軟件，保留原信息電話的所有功能，增加通信功能。

完全兼容原 HSM888型水文信息電話的所有功能。新版本信息電話只要經(jīng)過簡單地設(shè)置，完全可以替代老版信息電話，集成到原有系統(tǒng)中。新版信息電話不僅僅可以使用傳統(tǒng)的 PSTN 信息電話網(wǎng)，還可以使用應(yīng)用日益廣泛的 GPRS/CDMA 移動無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。

能與遵循特定協(xié)議的水情自動測報系統(tǒng)測站充分融合。水文人員既可以沿用傳統(tǒng)方式將測量的水文參數(shù)采用新版信息電話通過有線 PSTN 信道上報到分中心，也可以將水文信息電話通過 RS-232口與水文自動測報系統(tǒng)測站連接，將測量的水文數(shù)據(jù)提交給水文自動測報系統(tǒng)，進(jìn)入自動測報通信網(wǎng)絡(luò)，自動發(fā)送到中心站。這2種方式相互聯(lián)系，而又各成體系，互為備份，如果一種方式有故障，可以及時啟用另一種方式。信息電話既可以作為獨(dú)立的一個系統(tǒng)存在，也可以作為水情自動測報系統(tǒng)的一部分，替代測站的人工置數(shù)器，查看和設(shè)置測站的水情參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，作為其功能的有效補(bǔ)充。

重新設(shè)計硬件電路，吸取老版信息電話易遭受雷擊的缺點(diǎn)，增強(qiáng)抗雷擊性能。除了必要的硬件成本增加，盡量不增加其它費(fèi)用，保證產(chǎn)品的質(zhì)優(yōu)價廉。

中心站報文接收軟件在兼容老版中心站軟件的基礎(chǔ)上，既可以接收信息電話通過有線 PSTN 信道發(fā)送上來的報文，還可以接收通過 GPRS/CDMA 無線信道發(fā)送的報文，同時，還支持與遵循特定協(xié)議的水文自動測報系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享與交換。

3 與遙測系統(tǒng)測站RTU通信

目前，新版信息電話支持2套通信協(xié)議，能與在淮河流域廣泛采用的 RTU 通過 RS-232接口連接。

3.1 報文功能

與老版信息電話報文功能一樣，新版信息電話提供簡單易學(xué)的人機(jī)界面，方便快捷的輸入方法輸入報文內(nèi)容，也可以預(yù)設(shè)報文內(nèi)容。當(dāng)發(fā)送報文時，信息電話會根據(jù)預(yù)先設(shè)置的功能提供兩種發(fā)送選擇：采用 PSTN 信道發(fā)送和通過 RS-232接口連接水情自動測報系統(tǒng)測站 RTU（Remote Terminate Unite 遠(yuǎn)程終端單元，以下同）發(fā)送，當(dāng)選擇其中1種通信方式，信息電話就會采用相應(yīng)的程序?qū)笪男畔l(fā)送到中心站。

報文發(fā)送成功與否，可以通過信息電話“報文發(fā)送結(jié)果”菜單項進(jìn)行查詢，發(fā)送成功的報文信息將會保存在信息電話本地數(shù)據(jù)庫中，以備查詢使用。

3.2 RTU 參數(shù)查詢和設(shè)置

信息電話與遵循特定協(xié)議的水文自動測報系統(tǒng)測站 RTU 通過 RS232接口連接，可以作為測站 RTU的人機(jī)接口，作為自動測報系統(tǒng)的一部分。

通過信息電話的菜單選項，可以查看 RTU 水情和狀態(tài)信息。可以查詢到遙測站當(dāng)前水位和今日8時水位，當(dāng)前雨量和昨日雨量等水情參數(shù)，還可以查詢遙測站以下狀態(tài)信息：RTU 時間，測站工作電壓，雨量發(fā)送參數(shù)，RTU 運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)。

RTU 參數(shù)控制著測站 RTU 的工作方式，通過信息電話可以設(shè)置遙測站 RTU 的工作狀態(tài)參數(shù)?？梢栽O(shè)置遙測站水位基值，雨量發(fā)送等級，雨量計分辨力等水情參數(shù)，也可以設(shè)置 RTU 時間，RTU 運(yùn)行狀態(tài)，遙測站號等 RTU 狀態(tài)參數(shù)。

3.3 功能設(shè)置

通過信息電話的菜單項，可以對信息電話的工作模式設(shè)置。新版信息電話有以下3種工作模式：有線 PSTN，RTU1+PSTN 通信和RTU2+PSTN 通信模式，其中，RTU1和 RTU2對應(yīng)2種類型的 RTU，當(dāng)選擇其中1種模式后，信息電話的菜單項也根據(jù)選擇提供相應(yīng)的菜單選項。

新版信息電話的其它設(shè)置與原版設(shè)置功能完全相同。

4 組網(wǎng)方式

新版信息電話不僅可以采用 PSTN 信道組建網(wǎng)絡(luò)，還可以利用無線 GPRS/CDMA 信道傳輸數(shù)據(jù)，使得其既可以在有線通信網(wǎng)絡(luò)到達(dá)的地方使用，也可以在無線信號覆蓋的地方使用，使用范圍擴(kuò)大。配置1個無線 GPRS/CDMA 透明傳輸模塊，將其與信息電話的 RS-232接口連接，既可構(gòu)成基本的信息電話發(fā)送單元。發(fā)送報文時，信息電話將報文提交到無線 GPRS/CDMA 透明傳輸模塊，經(jīng)移動通信網(wǎng)絡(luò)將報文傳輸?shù)綌?shù)據(jù)接收中心站，中心站配置1個專用公網(wǎng) IP 地址和端口，由數(shù)據(jù)接收軟件完成報文數(shù)據(jù)的接收。采用無線 GPRS/CDMA 信道傳輸報文，具有發(fā)送速度快，運(yùn)行費(fèi)用少，使用范圍大等優(yōu)點(diǎn)，還能有效避免雷擊。對于有條件上互聯(lián)網(wǎng)的水文站，還可以采用計算機(jī)替代信息電話通過Internet 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報文，計算機(jī)安裝一套報文發(fā)送軟件即可作為1個單元發(fā)送報文，該軟件提供簡單友好的操作界面，用以輸入水情報文，用戶確認(rèn)發(fā)送后，報文通過 Internet 網(wǎng)絡(luò)被提交到中心站的 IP 地址和端口上，這種數(shù)據(jù)接收的方式與上述信息電話采用無線 GPRS/CDMA 信道發(fā)送數(shù)據(jù)接收方式是一樣的，在中心站采用統(tǒng)一的軟件進(jìn)行接收。

目前，SMS 短信息在我們的日常生活中應(yīng)用日益廣泛，系統(tǒng)還兼容了通過 SMS 短信息這種通信方式來傳輸和接收報文信息。工作人員既可以通過普通手機(jī)編輯報文，也可以采用計算機(jī)連接1個 GSM MODEM，由計算機(jī)控制 GSM MODEM 通過短信息將報文發(fā)送到中心站。在中心站，計算機(jī)需要配置1個 GSM MODEM 和移動服務(wù) SIM 卡，用以接收短信息報文。

中心站接收軟件除了接收以上幾種方式發(fā)送的報文，還提供了一些數(shù)據(jù)共享和交換的方式，將本中心的報文數(shù)據(jù)與其它中心進(jìn)行共享，最大程度地豐富報文數(shù)據(jù)的使用價值。

5 應(yīng)用模式

與老版信息電話相比，新版水文信息電話可以采用的通信信道更多，中心站報文接收軟件也兼顧了多種發(fā)送方式的報文數(shù)據(jù)接收功能，因此，其組合應(yīng)用模式也發(fā)生了很大改變，既可以兼容以前的組網(wǎng)模式，也可以與水情自動測報系統(tǒng)結(jié)合作為其功能的一部分，還可以采用目前比較常用的通信信道來組網(wǎng)。采用新版信息電話通過多種方式組網(wǎng)，力求水文信息采集自動化，數(shù)據(jù)傳輸多樣化。比較完整的新版信息電話組網(wǎng)方式示意圖如圖1所示。

圖1 新版信息電話組網(wǎng)方式示意圖

6 結(jié)語

新煥發(fā)活力，方便水文信息的采集和傳輸，必將對水文工作的生產(chǎn)應(yīng)用產(chǎn)生積極意義。

新版水文信息電話，既可以采用有線通信信道，也可以采用無線網(wǎng)絡(luò)信道，既可以獨(dú)立應(yīng)用，兼容固有的傳統(tǒng)的報訊方式，也可以和水情自動測報系統(tǒng)連接，將傳統(tǒng)的人工報訊方式與采用自動化技術(shù)的水文自動測報系統(tǒng)這兩種應(yīng)用模式結(jié)合起來。新版本信息電話的研制，是一種順勢而為，能讓信息電話應(yīng)用重

[1] 水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院，中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司.水利水電工程水文自動測報系統(tǒng)設(shè)計手冊[M].北京：中國水利水電出版社，2008: 56-72.