湘江流域水情遥测数据采集系统通信原理

　　1 引言

　　湘江为长江中下游一级支流，它是洞庭湖水系最大的河流，全长856公里，流域面积94600平方公里，地跨湖南省会城市长沙，途经永州、郴州、衡阳、株洲和湘潭五大城市。

　　湘江流域属亚热带季风气候区，春季气温升降多变，阴雨连绵;夏季高温湿热，暴雨集中，洪旱交错;秋季干旱少雨，台风入侵较频繁，时有山洪暴发;冬季少严寒，雨量稀少。地貌类型以山地为主，兼有丘陵、岗地和平原，不同地貌又纵横交叉、犬牙交错出现。该区域气候多变，降水时空分布不均，以及复杂的地形地貌，经常造成山洪暴发和洪涝灾害，给当地人们的生命财产造成了严重损失。

　　为了减少洪水灾害，湘江流域迫切需要建设一套具有现代化水平的水情信息采集系统。项目由法国cegelec公司承建的湘江水情信息采集系统是利用法国政府贷款投资，全套终端设备均从法国引进。该工程是国家防汛指挥系统建设项目的重要组成部分，它能为湖南省湘江流域各大城市防洪抗灾提供宝贵的水情信息服务，缩短洪水预报期，最大限度的减少洪涝灾害所造成的经济损失。

　　2 无线电网

　　湘江水情信息采集系统共有水情遥测站121个:其中雨量站52个;水位站7个;水库站11个;水文站51个。根据湘江流域的地形特点及组网论证，该区域全部采用超短波为主通信方式，并以pstn作为备用信道。系统共设立遥测中继站20各，信息子中心2个，水情分中心6个。

　　3 系统功能

　　本系统功能主要是将采集到的水情实时数据采用无线或有线信道以最短时内传输到分中心，本系统采用的是以超短波为主信道，pstn(公共交换电话网络)为备用信道的通信方式，因此，本文将着重讨论超短波信道通信原理。

　　3.1 采集站

　　系统采用的是“定时自报”、“超限自报”和“人工召测”的混合工作模式。这种工作方式能大大降低功耗，提高系统运行可靠性和实时性。若仅采取自报方式，了解遥测站的实时水情参数的变化将受到限制，中心站也无法直接从遥测站获得实时数据;若只采取定时召测方式，则两次召测之间的数据将被遗漏，如果两次召测之间水文参数发生过较大变化时，则将影响洪水预报的准确性。

　　遥测站rtu每5min对雨量、水位传感器进行数据采集，并将采集到的最新数据保存在rtu的闪存中;同时判断是否达到超限自报门限，若达到则启动电台将数据发送出去，若没有达到则在每隔20min后将实时水情信息无条件发送给中心站。

　　由于遥测站采用太阳能供电，为了确保电源供应正常，rtu具有充电控制功能，在低电压情况下，它将向中心站发出报警信号。为了节省遥测站电源消耗，rtu 在完成数据采集和发送任务后，会自动进入休眠状态;人工置数板也具有自动休眠功能。