一
、前言
    水利行業是一個曆史十分悠久的行業，也是信息十分密集的行業。隨著計算機技術、數字控製技術、網絡通訊技術的發展，工業自動控製係統已進入一個全新的時代。采用新技術、新(xin)設(she)備(bei)對(dui)水(shui)利(li)工(gong)程(cheng)項(xiang)目(mu)的(de)設(she)備(bei)與(yu)管(guan)理(li)進(jin)行(xing)現(xian)代(dai)化(hua)改(gai)造(zao)和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)建(jian)設(she)是(shi)曆(li)史(shi)發(fa)展(zhan)的(de)必(bi)然(ran)趨(qu)勢(shi)。對(dui)社(she)會(hui)主(zhu)義(yi)建(jian)設(she)和(he)水(shui)利(li)行(xing)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)前(qian)景(jing)有(you)著(zhe)深(shen)遠(yuan)的(de)意(yi)義(yi)。水(shui)利(li)現(xian)代(dai)化(hua)和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)建(jian)設(she)是(shi)實(shi)現(xian)資(zi)源(yuan)共(gong)享(xiang)，促(cu)進(jin)國(guo)民(min)經(jing)濟(ji)協(xie)調(tiao)發(fa)展(zhan)的(de)需(xu)要(yao)。信(xin)息(xi)化(hua)係(xi)統(tong)建(jian)成(cheng)後(hou)，消(xiao)除(chu)了(le)信(xin)息(xi)孤(gu)島(dao)
，減(jian)少(shao)了(le)數(shu)據(ju)冗(rong)餘(yu)，提(ti)高(gao)了(le)信(xin)息(xi)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)科(ke)學(xue)性(xing)。信(xin)息(xi)快(kuai)速(su)方(fang)便(bian)的(de)信(xin)息(xi)傳(chuan)遞(di)為(wei)上(shang)級(ji)部(bu)門(men)正(zheng)確(que)決(jue)策(ce)提(ti)供(gong)了(le)保(bao)證(zheng)，同(tong)時(shi)也(ye)提(ti)高(gao)了(le)水(shui)庫(ku)現(xian)代(dai)化(hua)管(guan)理(li)水(shui)平(ping)
，提(ti)高(gao)了(le)水(shui)庫(ku)的(de)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)。同(tong)時(shi)也(ye)為(wei)水(shui)利(li)信(xin)息(xi)化(hua)建(jian)設(she)打(da)下(xia)了(le)基(ji)礎(chu)。水(shui)庫(ku)，一(yi)般(ban)建(jian)在(zai)比(bi)較(jiao)偏(pian)僻(pi)的(de)山(shan)區(qu)，盡(jin)管(guan)現(xian)在(zai)交(jiao)通(tong)發(fa)達(da)
，但(dan)對(dui)水(shui)庫(ku)運(yun)行(xing)管(guan)理(li)來(lai)說(shuo)仍(reng)然(ran)不(bu)便(bian)。一(yi)方(fang)麵(mian)因(yin)為(wei)路(lu)途(tu)遙(yao)遠(yuan)

，工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)每(mei)天(tian)在(zai)往(wang)返(fan)的(de)路(lu)上(shang)浪(lang)費(fei)大(da)量(liang)的(de)時(shi)間(jian)和(he)精(jing)力(li)
；lingyifangmiandaoluqiqu，duoshishanlu，xingcheweixian，tebieshiyuji，daolunining，zhegeishuikudeguanligongzuodailaihendadebubian。tebieshizaixunqibaoyuqijian
，kenengzaochengshantihuapo，dianxianzhongduandengshigu，gongzuorenyuanwufadaodaxianchang。cishigengshifanghongdeguanjianshiqi，bixubaozhengzhamendehelikongzhi，cainengyouxiaodekongzhihongshui
，baozhengrenminqunzhongshengming、財產的安全。隨著現代通訊事業的不斷發展，無線技術應用在控製領域中越來越成熟。利用GPRS網絡來實現遠程的通訊，從而達到用計算機來實現閘門的遠程控製的目的。
二、 項目分析
2．1係統組成
2．1．1 終端閘門控製係統
    采集閘門狀態信息，如閘門開度、水庫水位等，和執行各項中心發出的指令。
2．1．2 無線傳輸設備
    鑒於終端閘門控製係統的接口和設備的工作環境等多種情況的要求，我們選擇廈門四信通訊有限公司的F2103 IP MODEM。采用RS-232/485接口、金屬外殼設計
，它具有體積小、功耗低、配置使用簡單、即插即用。支持主備數據通道
、並行多數據通道，支持實時在線和按需在線多種工作方式，如定時上下線和設備喚醒
，並且支持APN網絡接入等功能不僅可以保障數據安全可靠還能讓客戶根據需傳輸節省資費。
2．1．3 數據控製中心
    源始數據處理與管理中心，負責對終端上傳的數據進行分析
、存儲
，對分析結果做出判斷，並下達各種控製指令。
2．2 係統總架構
    終端閘門控製係統數據采集設備通過RS232/485通訊接口與F2103串口連接
，遠程數據中心服務器可以使用APN專線或普通ADSL等作為網絡接入。
    通訊設備F2103通過GPRS網絡接入Internet連接到遠程數據中心服務器主機，建立透明數據通道。這樣采集終端產生的數據隻要送到串口，F2103就jiu會hui把ba收shou到dao的de數shu據ju不bu做zuo任ren何he處chu地di發fa送song到dao數shu據ju中zhong心xin服fu務wu器qi主zhu機ji。服fu務wu器qi主zhu機ji收shou到dao終zhong端duan上shang傳chuan上shang來lai的de各ge項xiang源yuan始shi數shu據ju後hou對dui數shu據ju進jin行xing綜zong合he分fen析xi和he各ge種zhong判pan斷duan，並bing向xiang終zhong端duan設she備bei發fa出chu控kong製zhi指zhi令ling，服fu務wu器qi主zhu機ji發fa出chu的de控kong製zhi指zhi令ling通tong過guo通tong道dao傳chuan輸shu到daoF2103後
，F2103通過串口送到采集終端，從而實現了數據雙向透明傳輸。

2．3 係統功能
2．3．1 中心控製室
    中(zhong)心(xin)控(kong)製(zhi)室(shi)是(shi)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)調(tiao)度(du)中(zhong)心(xin)
，主(zhu)要(yao)由(you)工(gong)控(kong)機(ji)和(he)上(shang)位(wei)機(ji)軟(ruan)件(jian)等(deng)構(gou)成(cheng)。工(gong)控(kong)機(ji)作(zuo)為(wei)上(shang)位(wei)機(ji)對(dui)閘(zha)門(men)進(jin)行(xing)遠(yuan)程(cheng)控(kong)製(zhi)
，以(yi)及(ji)對(dui)實(shi)時(shi)采(cai)集(ji)來(lai)的(de)閘(zha)門(men)開(kai)度(du)、水庫水位進行數據處理入庫等操作。通過水庫水位（H1）
、閘門開度（H2）和實際H1 H2～Q、H～M
、H～V曲線，計算機自動對比計算出放水流量、水庫庫容、庫麵麵積等。可以隨時觀察水庫水位和蓄水量等參數的變化情況。計算機設計有標準軟硬件接口，可以與水情自動遙測、大(da)壩(ba)自(zi)動(dong)觀(guan)測(ce)等(deng)係(xi)統(tong)共(gong)同(tong)組(zu)成(cheng)水(shui)庫(ku)運(yun)行(xing)調(tiao)度(du)係(xi)統(tong)。作(zuo)為(wei)係(xi)統(tong)工(gong)作(zuo)安(an)全(quan)的(de)要(yao)求(qiu)
，對(dui)閘(zha)門(men)的(de)操(cao)作(zuo)有(you)嚴(yan)格(ge)的(de)使(shi)用(yong)權(quan)限(xian)，設(she)有(you)軟(ruan)硬(ying)件(jian)隔(ge)離(li)，操(cao)作(zuo)指(zhi)令(ling)保(bao)護(hu)措(cuo)施(shi)。閘(zha)門(men)開(kai)度(du)、操作時間、操作者姓名及時入庫保存，隻有高級管理員才可以修改。這樣可以保證閘門操作的安全。
2．3．2 現地控室
    現場地控室距離閘門現場比較近
，主要有控製櫃
，工控機、GPRS IP MODEM
、不間斷電源、分控軟件
、yijizhuanhuanmokuaizucheng。gongkongjizuoweixiaweijigongnengjibenyushangweijixiangtong，dancaozuojibiebishangweijidi。xiaweijiyeyougongkongjizhuyaoshiweizengqiangxitongdekekaoxing，jishishangweijichuxianleguzhang

，buzhiyingxiangduizhamendecaozuo。
2．3．3 現場控製屏
    現場控製屏相當於閘門操作按鈕。它直接對閘門的上升、下降、停止進行控製。也是閘門開度的采集部分，負責將閘門開度值傳到下位機中。將開度儀傳來的模擬信號轉變成RS-485信號傳到下位機中，完成開度的采集傳輸工作。
2．3．4 閘門開度儀
    zhamenkaiduyicaiyongdanlashikaiduyi
，tashijiangceliangrousidexianweiyizhuanhuanchengmapandejiaoweiyi，yidadaoyongbianmaqilaiceliangxianweiyidemude。tongshijiangzhamendekaiduzhuanhuanchengmonixinhaochuandaoxianchangkongzhipingli，wanchengcelianggongzuo。
三
、項目架構實施方案
3．1 無線通訊設備F2103與終端采集設備連接
    F2103支持RS232/485接口，可以通過RS232/485接口與終端連接。接口定義如下：

3．2 數據控製中心服務器網絡接入方式
3．2．1專線接入
    中心采用APN專線
， 所有點都采用內網固定IP 客戶中心通過一條2M APN專線接入移動公司GPRS網絡

，雙方互聯路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接，在GGSN與移動公司互聯路由器之間采用GRE隧道。
    為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用於GPRS專網的SIM卡才能進入專網APN
，防止其他非法用戶的進入。
    用戶在內部建立RADIUS服務器，作為內部用戶接入的遠程認證服務器（或在APN路由器內
，啟用路由器本地認證功能）。隻有通過認證的用戶才允許接入
，用以保證用戶內部安全。
    用戶在內部建立DHCP服務器（或在APN路由器內，啟用DHCP功能）
，為通過認證的用戶分配用戶內部地址。移動終端和服務器平台之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。
    雙方采用防火牆進行隔離
，並在防火牆上進行IP地址和端口過濾。
    此種方案無論實時性，安全性和穩定性較前一種方案都有大大提高，適合於安全性要求較高、數據點比較多、實時性要求較高的應用環境。在資金允許的情況下之最佳組網方式。
3．2．2 ADSL撥號連接（動態公網IP地址）
    中心采用ADSL等INTELNET公網連接，采用公網動態IP+DNS解析服務的。客戶先 與DNS服務商聯係開通動態域名，IP MODEM先采用域名尋址方式連接DNS服務器
，再由 DNS服務器找到中心公網動態IP
，建立連接。此種方式可以大大節約公網固定IP的費用，但穩定性受製於DNS服務器的穩定

，所以要尋找可靠的DNS服務商。此種方案適合小規模應用。
3．2．3 通過固定公網IP連接
    中心采用ADSL等INTELNET公網連接，采用公網固定IP服務的。此種方案先向INT ERNET運營商申請ADSL等寬帶業務，中心有公網固定IP的。IP MODEM直接向中心發起連接。 運行可靠穩定，推薦此種方案。
3．2．4 數據中心軟件平台構建
    中zhong心xin端duan軟ruan件jian的de構gou建jian有you多duo種zhong方fang式shi，對dui於yu傳chuan入ru數shu據ju的de方fang式shi的de不bu同tong，我wo們men提ti供gong不bu同tong的de軟ruan件jian來lai幫bang助zhu客ke戶hu快kuai速su地di實shi現xian中zhong心xin端duan的de數shu據ju接jie收shou和he現xian場chang設she備bei的de管guan理li。
目前四信提供三種方式的中心接口：

    首先是對於組態軟件，目前很多組態軟件廠家已經集成了我們的驅動了，可以直接配置使用；其次對於原本是讀串口的程序，提供一個虛擬串口軟（TCP2COM）；最(zui)後(hou)是(shi)對(dui)於(yu)想(xiang)開(kai)發(fa)自(zi)己(ji)獨(du)有(you)的(de)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)軟(ruan)件(jian)的(de)客(ke)戶(hu)，會(hui)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)動(dong)態(tai)鏈(lian)接(jie)庫(ku)及(ji)四(si)信(xin)公(gong)司(si)的(de)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)軟(ruan)件(jian)
，不(bu)僅(jin)開(kai)放(fang)源(yuan)碼(ma)還(hai)全(quan)程(cheng)協(xie)助(zhu)客(ke)戶(hu)進(jin)行(xing)自(zi)己(ji)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)軟(ruan)件(jian)和(he)功(gong)能(neng)的(de)開(kai)發(fa)。客(ke)戶(hu)可(ke)能(neng)通(tong)過(guo)動(dong)態(tai)鏈(lian)接(jie)庫(ku)快(kuai)速(su)開(kai)發(fa)一(yi)個(ge)靈(ling)活(huo)的(de)
，穩(wen)定(ding)的(de)，功(gong)能(neng)齊(qi)全(quan)的(de)終(zhong)端(duan)管(guan)理(li)和(he)數(shu)據(ju)交(jiao)互(hu)的(de)中(zhong)心(xin)軟(ruan)件(jian)
四、方案特點
    1
、傳輸模塊采用無線接入GPRS網絡
，目前GPRS網絡已覆蓋到全國各地甚至偏遠山區也有覆蓋
，因此水庫監測站可以在不受地理位置影響的情況下正常接入GPRS網絡，為數據中心提供數據傳輸通信通道。 
    2、傳chuan輸shu模mo塊kuai具ju有you可ke靠kao的de網wang絡luo連lian接jie，智zhi能neng防fang掉diao線xian，支zhi持chi在zai線xian檢jian測ce
，在zai線xian維wei護hu
，掉diao線xian自zi動dong重zhong拔ba，確que保bao設she備bei永yong遠yuan在zai線xian，確que保bao通tong信xin通tong道dao正zheng常chang，為wei數shu據ju中zhong心xin提ti供gong準zhun備bei、實時的偵測數據。
    3、維護和管理人員可以任意可以上網的地點,經過網絡認證和身份認證後,對係統進行日常維護和數據監控。傳輸模塊經過簡單配置即可使用
；體積小方便安裝。支持遠程參數的配置修改、控製，可以不必到現場修改設備工作數，為整個係統的運作節省了大量的人力物力。
    4、傳輸模塊采用工業級設計，金屬外殼，外接電源DC 12V/500mA；通信電流：<250mA (12V);工作環境溫度 -25~+65ºC;儲存溫度 -40~+85ºC;相對濕度 95%(無凝結);多重軟硬件看門狗設計。
    5、終端傳輸模塊支持多種激活方式，如語音電話、短信、數據等；終端設備故障或異常時，自動發短信報警信息給維護人員。
    6、傳輸模塊采用主備份中心和自動回複主中心功能,並同時支持多中心並發功能(最多5個)
，數據中心支持多種網絡接入方式,如APN、固定IP
、動態IP、動態域名等。
    7、四信可為客戶提供二次開發包和多語言版本數據中心服務器軟件以便客戶的需要進行二次開發；同時針對客戶的需求，提供多種技術支持，包括產品網絡組網方案設計、技術人員技術培訓、軟件開發全程技術配合
、設備現場調試技術支持等服務。
五、方案總結
    此係統在GRPS無wu線xian網wang絡luo平ping台tai的de基ji礎chu上shang，實shi現xian了le上shang位wei機ji與yu下xia位wei機ji的de實shi時shi無wu線xian通tong訊xun
，從cong而er實shi現xian了le遠yuan程cheng水shui庫ku閘zha門men的de控kong製zhi。經jing過guo長chang期qi運yun行xing證zheng明ming該gai係xi統tong設she計ji合he理li，運yun行xing穩wen定ding可ke靠kao，給gei水shui庫ku的de管guan理li工gong作zuo帶dai來lai了le方fang便bian
，對dui水shui庫ku的de防fang洪hong調tiao度du起qi到dao了le積ji極ji的de作zuo用yong。