1、文章編號 :1007 2284(2009 11 0005 04基于 GPRS 的灌區(qū)自動化信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)樊棠懷1, 2, 3, 嚴(yán)錫君 3, 肖賢建 3, 劉有珠 1, 2, 徐立中3(1. 南昌工程學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 , 南昌 330099; 2. 南昌工程學(xué)院信息與測控技術(shù)研究所 , 南昌 330099;3. 河海大學(xué)計(jì)算機(jī)及信息工程學(xué)院 , 南京 210098摘 要 :灌區(qū)管理自動化是水利信息化的一個重要組 成部分 , 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)中發(fā)揮著重要的作用 。 灌區(qū)自動化 信 息系 統(tǒng)采用嵌入式技術(shù)和 GP RS 通信技術(shù) , 采集各閘站的水情和工情參數(shù) , 實(shí)現(xiàn)灌區(qū)的自動化管理

2、, 更好地為水資源調(diào)度 和管理提供技術(shù)支持 。 閘站采用嵌入式處理器采集 河流的水位 、 雨量和 閘門開度等 參數(shù) , 采 用 GPRS 方 式發(fā)送給信 息中 心 。 信息中心將接收到的數(shù)據(jù)處理后存入服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫 , 客戶端用瀏覽器通過 Internet 瀏覽各閘站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù) 據(jù) 。 經(jīng)長時(shí)間運(yùn)行表明 , 系統(tǒng)可靠性高 、 實(shí)時(shí)性好 , 具有廣闊的應(yīng)用前景 。 該方案已在江蘇省淮安灌區(qū)得到了實(shí)施 。 關(guān)鍵詞 :灌區(qū) ; 閘站 ; 信息系統(tǒng) ; 嵌入式系統(tǒng) ; G PRS 中圖分類號 :T P368 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 :AThe Design and Implementation of Au

3、tomated Information Management Systemin Irrigation Regions Based on GPRSFAN Tang huai1, 2, 3, YAN Xi jun 3, XIAO Xian jian 3, LIU You zhu 1, 2, XU Li zhong3(1. Department of Com puter Science and T echnolog y, N anchang Inst itute of T echno lo gy , N anchang 330099, China; 2. Institute of Info rmat

4、io n and Co nt rol T echno lo gy , N anchang Institute of T echnolog y, Nanchang 330099, China;3. Co llege of Co mputer and Info rmation Eng ineer ing, H ohai U niver sity, N anjing 210098, ChinaAbstract:A uto mated info rmation manag ement system in irr ig ation reg io ns ado pts embedded technolog

5、 y and GP RS co mmunication technolog y, co llects hy dr olo gica l par ameters o f each sluice g ate, realizes auto mated infor matio n manag ement and suppor ts scheduling and manag ement o f water resour ces better. Sluice gates collect the water level of riv er, rainfall and g ate opening by emb

6、edded pr o cessors and adopts GP RS to send dat a to t he infor matio n center. A fter handling the data received, the info rmation center will sav e it in the database in serv ers. Clients can bro wser each sluice gat e' s r eal time data and histo rical data thr ough the I nter net. T he long

7、time running show s that the system has high reliability, r eal time and br oad applicatio n pro spects. T he system has been implemented in Huaian Ir rig atio n Reg io n in Jiang su Pr ov ince.Key words:irr ig ation r egio n; sluice gat e; infor mation system; embedded sy stem; G PRS收稿日期 :2009 01 1

8、3基金項(xiàng)目 :國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃 ( 863 計(jì)劃 專項(xiàng)課題資助 項(xiàng)目 (2007AA11Z227 ; 江西省教 育廳科 技計(jì) 劃基 金資 助 項(xiàng)目 (贛教技字 2007338號 。作者簡介 :樊棠懷 (1962 , 男 , 副 教授 , 博士 研究生 , 從 事信息獲 取與處理、 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、 嵌入式系統(tǒng)研究。0 引 言水利是國民經(jīng)濟(jì)的命脈。隨著我國經(jīng) 濟(jì)建設(shè)的發(fā) 展 , 水 資 源的管理和合理利用 在國民 經(jīng)濟(jì) 中的地 位越 來越 重要。灌 區(qū) 信息化是水利信息化的一個重要組成部分 , 在農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)服務(wù) 中發(fā)揮著重要的作用。它能 有效 地提高 灌區(qū) 管理 人員的 工作 效 率 ,

9、減輕勞動 強(qiáng)度 , 有 利 于運(yùn) 行用 水 優(yōu)化 調(diào)度 , 合理 利用 水 資 源 , 具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。近幾年來 , 隨 著水利 科學(xué)技術(shù) 的發(fā)展 , 灌 區(qū)自動 化信息 管理系統(tǒng)已成為灌區(qū)節(jié)約用水、 規(guī)范化 管理的一 項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施。 目 前 , 系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)監(jiān) 測技 術(shù) , 利用數(shù) 據(jù)采 集器 及無線 發(fā)射 機(jī)直接傳送數(shù)據(jù) , 再由計(jì)算機(jī)處理 , 形成數(shù)據(jù) 庫文件 , 并打印輸 出 各種水情圖表 , 為灌區(qū)水量調(diào)度、 調(diào)節(jié)及科 學(xué)用水提供 科學(xué)、 直 觀的依據(jù)。從系統(tǒng)各部分的功能看 , 現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù) 的正確采 集和處理后 數(shù) 據(jù)的可靠傳輸 , 是灌區(qū) 自動 化信 息管理 系統(tǒng) 的關(guān)

10、鍵 , 也 決定 了 , 相5中國農(nóng)村水利水電 ! 2009年第 11期同的數(shù)據(jù)采集設(shè)備、 采用 不同 的數(shù) 據(jù)傳輸 方式。目 前 , 大多 數(shù) 灌區(qū)自動化系統(tǒng)采用超短 波無 線通訊 方式 或公 用電話 線有 線 通訊方式 , 這兩種通訊各有自己的特 點(diǎn)和各自 的適用場合。 超 短波無線通訊方式適用 于偏 遠(yuǎn)的野 外 , 具有 獨(dú)立組 網(wǎng)、 傳輸 可 靠的優(yōu)點(diǎn) , 但要求在傳 輸路 徑上 不能有 高山 和高大 建筑 物 , 不 適合于高大建筑物密集的城鎮(zhèn)。雖然涵閘 設(shè)施都地處 鄉(xiāng)間 , 但 信息中心所在的水利管理部門大多位于 城鎮(zhèn)。另外 , 超短波 一 般用于中、 短距離 傳輸 , 長距 離的

11、 傳輸實(shí) 現(xiàn)比 較困 難。公用 電 話線有線通訊方式適用于條件比較好的農(nóng) 村和城鎮(zhèn) , 具有成 本 低、 傳輸距離不限的特點(diǎn) , 但公用電話網(wǎng)用 戶眾多 , 接通率受 影 響 , 數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸蕾囉诠?電話網(wǎng)的性 能。而 G PRS 引 入了分組交換的傳輸模式 , 用戶只在發(fā) 送或接收 數(shù)據(jù)期間才 占 用資源 , 多個用戶可高 效率 地共 享同一 無線 信道 , 提高 了資 源 的利用率。 G PRS 具 有實(shí)時(shí)在 線、 按 量計(jì)費(fèi)、 快捷登錄、 高速 傳 輸?shù)奶攸c(diǎn) , 可提供 高達(dá) 115kbit/s 的傳 輸速 率 , 分 組交 換接 入 時(shí)間少于 1秒 , 能提供快速即時(shí)的連 接

12、, 且 支持語音傳 輸 , 可 大 幅度提高遠(yuǎn)程監(jiān)控的效率。隨著通訊 網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)的不 斷普及 和發(fā)展 , 基于 移動公 網(wǎng)、 采 用 GSM 技術(shù)和 GP RS 技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)在水利領(lǐng)域得到了廣 泛 的應(yīng)用 , 特別是永遠(yuǎn)在線的 G PR S 技術(shù)在水利信 息化應(yīng)用中 起 著越來越重要的作用。1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)規(guī)模 的大小 , 灌 區(qū)一般有 幾個至 幾十個 涵閘 , 分散 在 重要的河流和灌渠上。 基于 GP RS 的 灌區(qū) 自動 化信息 管理 系 統(tǒng)是一個嵌入式微處理器、 以太網(wǎng)和 GP RS 等多 技術(shù)的應(yīng)用 系 統(tǒng) , 系統(tǒng)應(yīng)用嵌入式 微處 理器采 集現(xiàn) 地?cái)?shù)據(jù) , 以 G PRS 方式

13、向 信息中心傳輸數(shù)據(jù) , 信息中心 采用 B/S(瀏覽 器 /服 務(wù)器 結(jié)構(gòu) , 服務(wù)器接收各閘站的實(shí) 時(shí)數(shù) 據(jù) , 處理后 存入 數(shù)據(jù)庫 , 客 戶端 用 瀏覽器通過 Internet 瀏覽實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)和歷 史數(shù)據(jù) , 為水 資源的 管 理和合理使用提供技術(shù)支持。系統(tǒng)主要由 涵閘測站、 通訊和 信 息中心三部分組成 , 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。圖 1 灌區(qū)自動化信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要有涵閘數(shù)據(jù)采集、 G PRS 數(shù)據(jù)通 訊和信 息的收 集 和管理 3部 分組成 , 水情和工情數(shù)據(jù)的 正確采集 和可靠傳輸 是 系統(tǒng)的關(guān)鍵。2. 1 信息中心系統(tǒng)設(shè)計(jì) 客戶機(jī)組成。服務(wù)器一般位于水利部門

14、的 管理中心 , 具有固 定 IP 地址 , 通過 Internet 接收各 閘站 傳送的 水情、 工 情和 雨情 數(shù) 據(jù)并保存。客戶端位于各管理處 , 通過 局域網(wǎng)獲 得服務(wù)器的 實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù) , 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí) 顯示和查詢 、 統(tǒng)計(jì) 等功能。 它主要由網(wǎng)絡(luò)接口、 數(shù)據(jù)查詢、 實(shí)時(shí)顯示、 報(bào)表統(tǒng) 計(jì)、 系 統(tǒng)設(shè)置、 流量計(jì)算和 GIS 功能共七個模塊組成 , 客戶 端功能 結(jié)構(gòu)如 圖 2所示。圖 2 客戶端功能結(jié)構(gòu)圖2. 2 通訊協(xié)議各閘站通 過移動 公網(wǎng)采 用 G PRS 方式向 信息中 心發(fā)送 實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù) , 通訊設(shè)備選用 第三 方模 塊 , 考 慮到 系統(tǒng) 閘站的 擴(kuò)充 和 閘

15、站測量參數(shù)的擴(kuò)充 , 將一 個參 數(shù)組成 一幀 , 使 用不同 的頭 字 符 , 當(dāng)該參數(shù)有變化并滿足發(fā)送條件 時(shí)就立即 發(fā)出。具體格 式 如下 :0xF iIDBCD1BCD2CRC0x ED0x Fi:起始 , 其 中 i 為參 數(shù)類型 號 ; I D:站號 ; BCD1、 BCD2:參數(shù)值 ; CRC:校驗(yàn)碼 ; 0x ED:幀結(jié)束。當(dāng)系統(tǒng)開機(jī)時(shí) , 需要將閘站的所有 數(shù)據(jù)全部 采集并發(fā)送 給 信息中心 , 同時(shí)數(shù)據(jù)的 變化 是隨 機(jī)的 , 可能 有多 個參數(shù) 同時(shí) 傳 送 , 一包數(shù)據(jù)最少包含一個參數(shù) , 最多包含 6個參數(shù) , 因此信 息 中心在接收數(shù)據(jù)時(shí) , 需要采用不定長 的數(shù)據(jù)

16、解 析。在開發(fā)過 程 中發(fā)現(xiàn) , 對于一些長數(shù)據(jù) , GRR S 模塊有 可能分 成兩包 , 對于 相 鄰兩包的數(shù)據(jù) , 有時(shí)必 須合 并一 起進(jìn)行 處理 , 以 免丟失 正確 的 數(shù)據(jù)。2. 3 閘站設(shè)計(jì)閘站現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)的 正確采 集是 整個系 統(tǒng)的 關(guān)鍵。對 于不 同 的現(xiàn)場條件和不同的要求 , 閘站采集 的參數(shù)也 有所不同。一 般 地 , 涵閘上、 下游 水位 是 必須 測量 的 水情 參數(shù) ; 根據(jù) 涵閘 的 大 小 , 大多有 1-3個閘孔 , 相對 應(yīng)就有 閘門 開度 1-閘 門開度 3最多 3個工情參數(shù) ; 有的閘站還要有 降雨量這 個雨情參數(shù)。 這 樣對于小的涵閘 , 只有 上游

17、水位、 下 游水 位和 閘門 開度 1共 3個參數(shù) , 對 于較大的涵 閘 , 有 上游水位、 下游水 位、 閘 門開度 1、閘門開度 2、 閘門開度 3和降雨量共 6個參數(shù) , 在閘 站數(shù)據(jù)采集 子系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮到這一點(diǎn)。 2. 3. 1 閘站子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)閘站數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)是一個嵌入式微 處理器的應(yīng) 用系統(tǒng) , 由于降雨量是一個累計(jì)量 , 必須用非易 失性的數(shù) 據(jù)存儲器把 降 雨量數(shù)據(jù)保存起來 , 我們選 用 A T 89S8252嵌入 式微控 制器 , 其 內(nèi)部有 2K 字節(jié) EEPR OM , 滿 足 設(shè)計(jì) 要 求。同 時(shí) , 它 還有 8K , 6基于 GP RS 的灌區(qū)自

18、動化信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 樊棠懷 嚴(yán)錫君 肖賢建 等考慮到閘站測 量 參數(shù) 的多 樣 性 , 在硬 件 上設(shè) 計(jì)成 多 機(jī) 系 統(tǒng)。將硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)成主板和顯示兩部分 , 主板 功能包括數(shù) 據(jù) 采集與發(fā)送 , 按照測量 6個 閘站 參數(shù)的 最大 系統(tǒng)來 設(shè)計(jì) , 這 樣 其他閘站的主板可以兼容。主板主要負(fù)責(zé) 現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)的 采集、 處 理和存儲 , 并通過串行口將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 發(fā)送給 GPR S 模塊 , GP RS 模塊再通過移動 G PRS 網(wǎng)絡(luò) 傳送給 信息 中心 ; 同時(shí) , 主 板也 通 過串行口將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送給各個參數(shù)顯示 儀表進(jìn)行實(shí) 時(shí)顯示。 顯示部分由若干個顯示儀表組成 , 采用 RS4

19、85總線的分布式 結(jié) 構(gòu) , 每個顯示儀表顯示 一種 參數(shù) , 這樣 對于 不同 閘站的 測量 參 數(shù)的不同 , 可以有很好的擴(kuò)展性。閘站 數(shù)據(jù)采集 子系統(tǒng)的硬 件 結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。圖 3 閘站數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖由于水位傳感器和閘位傳感器都采用 絕對型編碼 器 , 都 輸 出 10-12位并行信號 , 這 樣水 位參數(shù) 和閘 門開 度參數(shù) 采集 的 硬件接口電路一樣。從 圖中可以 看到 , A T 89S8252用 P0口 和 P2口控制 5個簡單并行口 , 分別用 5根 I/O 線進(jìn)行選通 5組并 行輸入接口器件 , 傳感器輸出的數(shù)據(jù)通 過隔離電 路進(jìn)行信號 的 隔離 , 然后輸

20、出到簡單 并行 輸入 口的輸 入端 ; 雨 量傳感 器采 用 翻斗式雨量計(jì) , 它輸 出的脈 沖信 號經(jīng)濾 波電 路將信 號隔 離后 , 被鎖存器鎖存 , 然后 輸出到 A T 89S8252的 I/O 口 ; 通過組合 電 路 , 將 A T 89S8252的 串 行 口 擴(kuò) 展 了 一 個 RS485口 和 一 個 RS232口 , A T 89S8252通過 RS232與 GP RS 模塊 交換 輸入 /輸 出數(shù)據(jù) , G PRS 模塊通過移動 GP RS 網(wǎng) 絡(luò)向信 息中心 發(fā)送實(shí) 時(shí) 數(shù)據(jù)和接收信息中心發(fā)送過來的指令 ; A T 89S8252將所有需 要 顯示的實(shí)時(shí)水情、 工情和雨

21、情數(shù)據(jù)通過 RS485發(fā)送給各個參 數(shù) 顯示儀表 , 采用 485總線方式的結(jié)構(gòu) , 具有很好的 擴(kuò)展性 , 增 加 或減少測量參數(shù) , 都不影響采集系統(tǒng)的硬件結(jié) 構(gòu)。 2. 3. 2 水位傳感器接口電路設(shè)計(jì)一般地 , 并行接口電 路設(shè)計(jì) 大多采用 總線方 式 , 采用 8255或 8155等 可編程 并行接 口器件 進(jìn)行擴(kuò) 展 , 這 樣設(shè)計(jì) 上要占 用 AT 89S8252的 P0口作為 數(shù)據(jù)總 線 /低八 位地址 總線 , 占用 P2口的部分 I/O 線作為高位地址線參與譯碼 , 產(chǎn)生 接口芯片的 片 選信號 ; 同時(shí)還要占用 P36和 P 37引腳作為讀 /寫控制 信號線 , 這樣設(shè)計(jì)

22、復(fù)雜 , 使 用的器 件較 多。另外 , 由 于可 編程并 行接 口 器件的工作方式由軟件 設(shè)計(jì) , 在 實(shí)際使 用中 發(fā)現(xiàn)一 旦受 干擾 , 其工作方式很容易被改 變 , 從而 影響系 統(tǒng)的 正常運(yùn) 行 , 使用 不 方便。在閘 站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中 , 我們采 用簡單并 行輸入接口 器 件 74HC244擴(kuò)展 I/O 接口的 方法 , 使 用 A T 89S8252的 I/O 線 作為其片選信 號線 , 簡 化 了電 路 設(shè)計(jì) , 提 高 了系 統(tǒng)的 可 靠性。 圖 4 水位 、 閘位傳感器接口電路圖水位和閘位數(shù)據(jù)的采集使用的傳感器 原理相同 , 都采用 絕 對型編碼 , 輸出 1012位并行

23、二進(jìn)制格雷 碼信號 , 因此它們 和 AT 89S8252的接口電路相 同。電路 設(shè)計(jì) 上 , AT 89S8252用 P0口、 P2口的低 4位和 74H C244擴(kuò)展 5個 12位的并行 輸入口 , 傳感器 輸 出 信 號 通 過 穩(wěn) 壓 電 路 到 達(dá) 林 頓 電 路 U L N2803, AT 89S8252用 1根 I/O 線同時(shí)選 通 2片 74HC244, 讀 入 12位 的傳感器輸出數(shù) 據(jù)。 U L N 2803起 著隔 離和 保護(hù) 的 作用 , 若 選 擇 10K 的電阻和 20毫安工作電流的穩(wěn)壓 管 , 穩(wěn) 壓電路能夠 起 到抗 200伏 高壓的干擾。 2. 3. 3 雨量

24、傳感器接口電路設(shè)計(jì)雨量傳感器采用光電式翻斗雨量計(jì) , 它有 2個輪流儲雨 的 翻斗 , 當(dāng)儲雨翻斗儲滿雨后自動將雨水 傾倒的同 時(shí)輸出一個 負(fù) 脈沖信號 , 代表一個單位的 雨量。雨量 輸出信 號經(jīng) RC 濾波 電 路濾波后 , 再由 74HC74鎖存器 鎖存 , 然后 輸出到 A T 89S8252的 I/O 口供 CP U 查詢。雨量傳感器接口電路如圖 5所示。圖 5 雨量傳感器接口電路圖從圖中可 以看到 , 雨 量傳感器 相當(dāng)于 一個光 電開關(guān) , 平 時(shí) 開關(guān)打開 , 由于接了一個 10K 的上拉電 阻 , 輸 出高電平。當(dāng) 儲 滿一個單位的雨量后 , 開關(guān)閉合 , 輸出一個 負(fù)脈沖

25、, 經(jīng)反相器 反 相變成正脈沖作為鎖存器的時(shí)鐘信號 , 將鎖存器 的數(shù)據(jù)輸入 端 數(shù)據(jù) (接高電平 鎖存輸出。 CPU 通過 I/O 線 檢測到 鎖存器 的 反相數(shù)據(jù)輸出端的信號并處理 , 再通過另 外一根 I/O 線輸出 一 個低電平 , 將鎖存器清零 , 實(shí)現(xiàn)對雨量數(shù) 據(jù)的采集。一 般地 , 為 了防止干擾 , 根據(jù)當(dāng)?shù)?的最 大雨 強(qiáng) , 設(shè) 定一 個最 小的采 集時(shí) 間 間隔 (如 3秒 , 在這 個最 小 時(shí)間 間隔 內(nèi) 的 2個 以上 的脈 沖 信 號 , 都視為干擾而不作處理。同時(shí) , 為了避 免脈沖信號 的丟失 , 雨量傳感器輸出信號不直接連接到微控制器的 I/O 線上。 2.

26、 3. 4 串行口擴(kuò)展設(shè)計(jì)對于串行 口的擴(kuò)展 , 如 果使用 2個串 行口 , 常規(guī)的 都選 用 內(nèi)部具有 2個串行口的微控制器 , 或者 再用一個 可編程器件 擴(kuò) 展 1個串行口。 51系 列內(nèi) 部同 時(shí)具 有 EEP ROM 和 2個串 行 口的微控制器不多 , 用外圍 電路 擴(kuò)展則 增加 了電路 的復(fù) 雜性。 在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 , 通 過對 串行 口工 作時(shí) 序 的分 析 , 用 2根 I/O 線參加控 制 , 采 用基本 門電路 , 實(shí) 現(xiàn)了 2個串行 口的擴(kuò)展。 串7基于 GP RS 的灌區(qū)自動化信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 樊棠懷 嚴(yán)錫君 肖賢建 等行口擴(kuò)展電路如圖 6 所示。圖 6 串行口

27、擴(kuò)展電路圖根據(jù)串行 口的工 作原理 和時(shí)序 , 當(dāng)沒 有數(shù)據(jù) 發(fā)送時(shí) , 發(fā) 送 線上一直處于高電平 , 因此用 I/O 線參 與控 制 , 可以起 到擴(kuò) 展 串行口的作用。從圖 6(a 中可以看到 , 分別用 P25、 P26和 2個 或門擴(kuò)展了一個 RS485和一個 R S232發(fā)送 口。當(dāng) P 25輸出 低 電平 , P 26輸出 高電 平時(shí) , 只 開放 RS485口 ; 當(dāng) P26輸出 低 電 平 , P25輸出高電平時(shí) , 只開放 R S232口 ; 當(dāng) P25和 P26都輸 出 低電平時(shí) , 同 時(shí)開 放 R S232口和 RS485口。采 用同樣 的方 法 可以擴(kuò)展多個串行口

28、, 串行口的應(yīng)用非常靈活 。圖 6(b 擴(kuò)展了 2個串行接收口 , 采 用一 根 I/O 線 控制 , 實(shí)現(xiàn) 串行 口的 分時(shí) 接 收。當(dāng) P27輸出低電平 時(shí) , 開 放 RS485口接 收 ; 當(dāng) P27輸出 高 電平時(shí) , 開放 R S232口接 收。在實(shí)際 使用時(shí) , 由 于參數(shù) 顯示 儀 表只接收數(shù)據(jù) , 因此將 RS485設(shè) 計(jì)成單 工方 式 , RS232接收 器 的輸出端與 A T 89S8252的 RX D 引腳直接相連。2. 4 運(yùn)行成本隨著移動公 網(wǎng) 的 普 及和 使 用 成 本的 降 低 , G SM 技 術(shù) 和 GPR S 技術(shù)在水利領(lǐng)域得到了廣泛 的應(yīng)用。由于 GS

29、M 用戶 量 極大 , 存在信息丟失和實(shí)時(shí)性差的問 題 , 將 逐步被永遠(yuǎn) 在線、 經(jīng) 濟(jì)性和實(shí)時(shí)性極好的 G PRS 所 取代 , GP RS 技 術(shù)將得 到極為 廣 泛的應(yīng)用。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 , 充分 考慮到 數(shù)據(jù) 流量 , 節(jié)省 費(fèi)用。 由于 對 水位和閘位的測 報(bào)實(shí) 時(shí) 要求 不高 , 水位 和閘 位 數(shù)據(jù) 在有 變 化 時(shí) , 每十五分鐘上報(bào)一個數(shù)據(jù)包 ; 雨量數(shù)據(jù) 及時(shí)上報(bào) , 全月不 超 過 250個單位 雨量 ; 同時(shí)心 跳時(shí)間 間隔設(shè) 為 5分 鐘 , 心跳包 的 數(shù) 據(jù)長 度較 小。 經(jīng) 計(jì)算 每個 月的 數(shù)據(jù) 流量 在 40M 左 右 , 移動公司提供 20元人民幣包 50

30、M 流量的包月活動 , 這樣 , 每個閘 站 一年的 使用 費(fèi)為 600元人 民 幣 , 5個 閘 站一 年的 使 用費(fèi) 共 為 3000元人民 幣 , 所需費(fèi)用較低 , 管理部門完全能夠承受。3 結(jié) 語本系統(tǒng)已開 發(fā)完 成并 在 江蘇 省淮 安 灌區(qū) 投入 實(shí) 際應(yīng) 用。 經(jīng)長時(shí)間運(yùn)行 , 系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。閘站現(xiàn) 地?cái)?shù)據(jù)的 正確采集是 保證灌區(qū)自動化信息系統(tǒng)可靠運(yùn)行的前提 , 系統(tǒng)硬 件設(shè)計(jì)上采 取 的一些方法提供了較好的 技術(shù)保 證。使用 組合 邏輯電 路和 I/O 線來擴(kuò)展多個串 行口 , 不 但簡 化了硬 件設(shè) 計(jì) , 也提高 了系 統(tǒng) 的可靠性。傳感器接口采用穩(wěn)壓和隔離電 路 , 能

31、夠方便地和 多 種傳感器連接 , 提高了系統(tǒng)的抗干擾性。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 , 無線傳感 器網(wǎng)絡(luò)在水 情 遙測、 遙控站控制和灌 區(qū)自 動化 等方面 的應(yīng) 用將更 加深 入 , 設(shè) 計(jì)相應(yīng)的雨量傳 感器 節(jié) 點(diǎn)、 水位 傳 感器 節(jié)點(diǎn) 和 閘位 傳感 器 節(jié) 點(diǎn) , 用無線傳送方式取 代傳 統(tǒng)的 有線傳 送方 式 , 將極大 地方 便 安裝和使用 , 也將使 得灌區(qū) 自動 化信息 系統(tǒng) 的功能 更加 完善 , 更好地為水利事業(yè)服務(wù)。 參考文獻(xiàn) :1 帕勒萬 . 無線網(wǎng)絡(luò)通信原理與應(yīng)用 M . 北 京 :清華大學(xué)出版 社 ,2002.2 胡文紅 , 梁 曦 , 吳建 玉 . 基于 XM L 的 水情信 息集 成系 統(tǒng)研 究J . 中國農(nóng)村水利水電 , 2008, (1 .3 李正軍 . 計(jì)算機(jī)測控 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 與應(yīng)用 M . 北京 :機(jī)械 工業(yè)出 版社 , 2004.4 呂 捷 . GPRS 技術(shù) M . 北京 :北京郵電大學(xué)出版社 , 2003. 5 孫學(xué)軍 . 通信原理 M . 北京 :電子工業(yè)出版社 , 2001.6 韓斌杰 . GPRS 原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 M . 北京 :機(jī)械 工業(yè)出版 社 ,2003.7 李 彬 , 奚士佳 . 基于 GPRS+WE B 灌區(qū) 水文信息采集 系統(tǒng) J .中國農(nóng)村水利水電 , 2006, (2