【畢業(yè)學位論文】（Word原稿）單片機在水位遠程檢測系統(tǒng)中的應用-通信工程

1 濱江學院 本科 畢業(yè) 論文 系： 濱江學院 專業(yè)： 通信工程 年級： 2003 屆 姓名： 學號： 20032334024 論文題目： 單片機在水位遠程檢測系統(tǒng)中的應用 指導教師： 周杰 職稱： 教授 二七年 四 月 十七 日 2 目錄 ： 1. 標題 3 2. 摘要，關鍵詞 3 3. 引言 3 4. 正文 4 1) 水位的檢測及顯示系統(tǒng) 4 2) 水位遠程檢測系統(tǒng)硬件組成 5 2 1 微控制器 6 2 2 8 2. 3 系統(tǒng)硬件接口連接 9 3) 水位數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)能浖崿F(xiàn) 14 3 1 數(shù)據(jù)包格式 14 3 2 命令集 15 4) 系統(tǒng)應用 拓展 17 5 1 系統(tǒng)優(yōu)點 17 5 2 應用拓展 18 5) 結束語 20 5. 參考文獻 20 3 單片機在水位遠程檢測系統(tǒng)中的應用 周強 南京信息工程大學通信工程專業(yè)，南京 210044 摘 要 ： 本文 介紹一種利用單片機及 線收發(fā)模塊構成的水位顯示及遠程檢測系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，設計一種簡易的水位檢測方法以測得水位的狀況，通過單片機顯示系統(tǒng)在水位現(xiàn)場以 方式顯示出來，并通過與之相連的 塊將水位信息以一種無線的方式發(fā)送給遠程終端，起到檢測的作用。 另一方面， 本文還介紹了 此系統(tǒng)在現(xiàn)階段的防洪，汛期水位檢測中的 運用。其覆蓋范圍廣，成本低廉，實現(xiàn)方便的特點，完全可以替代現(xiàn)有廣域水位檢測以及警報系統(tǒng)，保證廣大人民群眾生命和財產的安全。 關鍵詞 ： 口通信 遠程檢測 如大家所知， 供水系統(tǒng)中的水塔和高位水池等設備由于所處地勢高， 人員 上下極為不便，有時水即將用完也不知道，造成需用水時卻無水可用的情況。此外，在向池中注入水的過程中，由于不知道水位的情況，也就無法控制注水量的多少，這會嚴重影響正常的工作效率。為此 ， 需要 對水位進行自動顯示、監(jiān)測和報警。傳統(tǒng)的水位檢測系統(tǒng)一般通過有線方式與監(jiān)控中心取得聯(lián)系，這種方式不但維護起來困難 ，需要專門人員進行維護調控 ，而且在很大程度上限制了其在時空上的拓展性 ，而內部 架設的 無線網(wǎng)絡成本又極高 。采用 塊與單片機構成 的系統(tǒng)則 能利用現(xiàn)有 能有效節(jié)約成本 。通過單片機的并行 I 0 口可以很方便的實現(xiàn) 實時 水位的顯示功能 。 現(xiàn)有的 絡在全國范圍內實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，具有網(wǎng)絡能力強的特點，用戶無需另外組網(wǎng)，在極大提高網(wǎng)絡覆蓋范圍的同時為客戶節(jié)省了昂貴的建網(wǎng) 成本 和維護費用。當采用 塊時 ， 相比碼分多址技術， 目前基于 時分多址技術的移動通信體制 是 最成熟、最完善、應用最廣的一種系統(tǒng) 。 我國目前已經建成覆蓋全國的 字蜂窩移動通信網(wǎng) ， 可以通過 其 實現(xiàn)遠程終端監(jiān)控和報警的功能。 下圖為數(shù)傳電臺組網(wǎng)與 信模塊組網(wǎng)的比較。 在數(shù)據(jù)量較大、網(wǎng)絡覆蓋范圍小于 15求系統(tǒng)響應時間的應用中使用數(shù)傳模塊組網(wǎng) 從經濟性及實現(xiàn)的難易程度上看較有優(yōu)勢。在要求網(wǎng)絡覆蓋范圍大于 15上、數(shù)據(jù)量很小的應用中使用 從經濟性及實現(xiàn)的難易程度上看較有優(yōu)勢。 數(shù)傳電臺組網(wǎng) 信模塊組網(wǎng) 比較 組網(wǎng)形式 自建網(wǎng)絡，一般采用一個中心站的大區(qū)制。一般受無線電管理及經費的限制，網(wǎng)絡覆蓋范圍小于30 公里，在使用一個中心站的情況下，作用半徑內有通信死角。 使用 眾網(wǎng)，蜂窩制式。在城市及人口有一定密集的 區(qū)域， 絡覆蓋區(qū)域很少有死角。 塊網(wǎng)絡覆蓋范圍大 組網(wǎng)費用 費用主要包括主臺天線，饋線，天線支撐架。終端天線，饋線，天線支撐架。 無組網(wǎng)費用。 塊無組網(wǎng)費用 組網(wǎng)難度 有一定難度。 使用公網(wǎng)。 塊無需組網(wǎng)。 4 終端費用 5W 電臺相當于 塊價格。功率加大費用增加。 終端價格與網(wǎng)絡范圍無關， 5塊價格。 在網(wǎng)絡范圍大于 10，數(shù)傳電臺終端價格大于 塊價格。在1數(shù)傳電臺終端價格小于塊。 使用費用 每個分臺每 年應向當?shù)責o線電關系部門交納頻率占用費。費用與通信數(shù)據(jù)量無關。 每發(fā)送一次數(shù)據(jù)向 次發(fā)送字節(jié)數(shù)不大于 140 字節(jié) 。費用與通信數(shù)據(jù)量相關。 一般來說數(shù)傳電臺組網(wǎng)費用較低。 數(shù)據(jù)速率 一般使用 1200s， 9600s 受每次發(fā)送字節(jié)數(shù)不大于 140字節(jié)及 絡管理的限制，實際速率不會超過 1200s。 數(shù)傳電臺速率較高。 系統(tǒng)響應時間 終端響應時間小于 200 絡及發(fā)送的時間有關，不可控。一般為若干秒。 數(shù)傳電臺系統(tǒng)響應時間較快。 1 水位的 測試及顯示系統(tǒng) 一般的實際使用中 ， 水位的測試通常有兩種方法： 超聲波水位探測儀和干簧管式水位顯示儀。這兩種方法雖然可行但不切實際 ，應用起來成本過高，實現(xiàn)起來非常復雜，同時也不易維護。 本文 結合了現(xiàn)階段通用的一些技術， 設計了一種簡 單易用 ，并且成本低廉 的水位檢測 系統(tǒng) 。 該 水位檢測部分由絕緣支架、電極、導管和浮球幾部分構成，如圖 1所示。浮子由 1個直徑 15 根長 105 徑 15 管是一根外徑 20 徑 17 支架由長 80 余部分安裝在 1個長 25 20 5 5 而水位檢測顯示系統(tǒng)則由水位測試系統(tǒng)、單片機的并行 I 0口、電阻、電源以及 如圖 2所示。 電極 1 1、 2和 3 相連，而對應的 l 到 電源的正極。當水位達到水滿位置時，此時 因為水的 導電 作用 ，電極開關 2 和 導通，相應 3個發(fā)光二極管都點亮；當水位達到正常水位時， 通，而 應 2和 3置低， 2個二極管點亮 ;當水位達到缺水位置時，此時只有 通，對應只有 亮。 所以根據(jù) 二極管燈點亮 的 個數(shù)的顯示， 工作人員 在現(xiàn)場給水池注水時，就能很清楚的知道 現(xiàn)場水位的狀況，這樣就能夠正確的注水，而不會出現(xiàn)文章開頭出現(xiàn)的狀況。 如圖一：當水位到達 ， 水池中的已經接近滿的狀態(tài)。此時，因水接觸 使之導通，于是 極所連接的 被點亮，從而可以很直觀的報告水池中的水位已滿。如圖 2。 但這僅僅局限于工作人員在場的情況下可知。我們今天所要解決的是遠程的水位監(jiān)控，所以接下來就要用到單片機， 2 水位遠程檢測系統(tǒng)硬件組成 不過上面制作的系統(tǒng)，只有工作人員在水位顯示裝置前才能得知水位情況，依然需要專門人員定時進行察看以及檢測，遇到工作人員不在的特殊情況，或系統(tǒng)異常時，此系統(tǒng)便無法應對。所以下面，本文就要設計一個簡單，可以遠程檢測并控制的水位遠程檢測系統(tǒng)。 水位遠程檢測系統(tǒng)實際是一個無線數(shù)據(jù)的收發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是通過現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的傳送 ，相比專用無線網(wǎng)絡， 此系統(tǒng) 架設以及維護成本都比較低廉， 實現(xiàn)起來也很方便 。 此系統(tǒng) 主要由兩部分組成，即微控制器芯片 89片 2 1 微控制器 微控制器采用 司推出的一種小型單片機 8995 年出現(xiàn)在中國市場。其主要特點為采用 低了制造成本，其軟件、硬件與 以很快被中國廣大用戶接 6 受，其程序的電可擦寫特性，使得開發(fā)與試驗比較容易。 其 內有 2 28 890引腳，其中 8腳 （圖 1） ，可以作為一般的準雙向端口，在引腳的驅動能力上，具有很強的下拉能力 。 89很寬的工 作電源電壓，可為 6V,當工作在 3流相當于 6。 892態(tài)電流為 閑態(tài)為 1電態(tài)僅為 20樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng) 。 我們這里使用的 片機，如 上 圖。 其內部電路圖如下圖： 7 當水池水位已滿時， 都高電平。在 是一組 8位雙向 I/要是考慮它們分別是內部精密 比較器的同相輸入端（ 反相輸入端（ 如果需要應在外部接上拉電阻。 輸出緩沖器和吸收 20流并可直接驅動 引腳寫入“ 1”時可作輸入端，當引腳 們將因內部的上拉電阻而輸出電流（ 還在 8 為復位輸入， 腳一旦變?yōu)閮蓚€極其周期以上的高電平，所有 I/O 口都將復位到“ 1”（高電平）狀態(tài)，當振蕩器正在工作時，持續(xù)兩個極其周期以上的高電平便可完成復位，每個機器周期 為 12 個振蕩時鐘周期。所以，此端口作用為工作過程中的復位。 4和 5 是 腳。如圖： 其中 3中時鐘振蕩器為內部振蕩電路 ,采用的是石英晶體振蕩器組成時鐘振蕩器。 010 5地。 2 2 100模塊采用全 藝先進、可靠性高，工作電壓范 圍為 5 15 v。 工業(yè)級產品設計，工作溫度范圍寬，可適合野外工作 。 全封閉鋁合金外殼，抗干擾能力強 。 其內置的德國西門子公司 須學習復雜的 準配置為 9 2 3 系統(tǒng)硬件接口連接 整個水位遠程檢測系統(tǒng)由上位機和下位機構成，其中上位機主要是指移動終端即手機，而下位機是由 電路連接原理圖如圖 3所示。 下位機安裝在水池附近，而微控制器 100A 之間是通過 三線制串口 （ 相連的，即 3中以網(wǎng)絡標號相連。由于各自的工作電壓不太一樣，在這里采用電平轉換芯片 它是 司專門為與低壓微控制器芯片接口推出的 ， 外圍電路簡單 ， 工作可靠 ，用于 把單片機串口的 晶體管邏輯電路的英文縮寫（ ，是數(shù)字集成電路的 一大門類。它采用雙極型工藝制造，具有高速度低功耗和品種多等特點。 從六十年代開發(fā)成功第一代產品以來現(xiàn)有以下幾代產品。 10 第一代 4系列，（其中 54 系列工作溫度為 +125， 74 系列工作溫度為 0+75 ) ，低功耗系列簡稱 速系列簡稱 第二代 低功耗肖特基系列（ 第三代為采用等平面工藝制造的先進的 先進的低功耗 由于 電路延時功耗積較小， 此獲得了廣泛的應用。 下面為 各類 電路類型 00多個品種，大致可以分為以下幾類： 門電路 譯碼器 /驅動器 觸發(fā)器 計數(shù)器 移位寄存器 單穩(wěn)、雙穩(wěn)電路和多諧振蕩器 加法器、乘法器 奇偶校驗器 碼制轉換器 線驅動器 /線接收器 多路開關 存儲器 特性曲線電壓傳輸特性 ： 11 瞬態(tài)特性 由于寄生電容和晶體管載流子的存儲效應的存在，輸入和輸出波形如右圖。存在四個時間常數(shù) td,tf, 延遲時間 下降時間 儲時間 上升時間 基本單元“與非門”常用電路形式 12 四管單元 五管單元 六管單元 主要封裝形式，雙列直插；扁平封裝。 計算機與計算機或計算機與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程 傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標準接口，使不同 的設 備可以方便地連接起來進行通訊。 232稱 目前最常用的一種串行通訊接口。它是在 1970 年由美國電子工業(yè)協(xié)會（ 合貝爾系統(tǒng)、 調 制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用于串行通訊的標 準。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設備（ 數(shù)據(jù)通訊設備（ 間 串行二進制數(shù)據(jù)交 換接口技術標準”該標準規(guī)定采用一個 25 個腳的 連接器的每個引腳的信號內容加以規(guī)定，還對各種信 號的電平加以規(guī)定。 （ 1）接口的信號內容 實際上 5條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用 3條引線的信號內容見附表 1所示 （ 2）接口的電氣特性 在 ：邏 輯“ 1”， 輯“ 0” +5 +15V 。噪聲容限為 2V。即 要求接收器能識別低至 +30”，高到 信號 作為邏輯“ 1” 附表 1 13 （ 3） 接口的物理結構 5芯插頭座 ,通常插頭在 插座在 一些設備與 連接的 因為不使用對方的傳送控制信號 ,只需三條接口線 ,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”。所以采用 芯插頭 座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。 （ 4）傳輸電纜長度 由 %的情況下，傳輸電纜長度應為 50 英尺，其實這個 4%的碼元畸變是很保 守的，在 實際應用中，約有 99%的用戶是按碼元畸變 10范圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠超過 50 英尺，美國 10%而得出附表 2 的實驗結果。其中 1號電纜為屏蔽電纜，型號為 有三對雙絞線，每對由 22# 成，其外覆 以屏蔽網(wǎng)。 2號電纜為不帶屏蔽的電纜。型號為 2# 附表 2為 司的實驗結果。 附表 2 單片機的并行 I 通過網(wǎng)絡標號 1、 2和 3分別與水位測試系統(tǒng)中的電極按鍵 2 和 一端相連。當水位 處 在不同狀態(tài)時，由于按鍵 1 1、 2和 3電平的狀態(tài)也不一致。這樣就可以通過檢測 的狀態(tài)， 將其狀態(tài)以短消息的形式由 信 模塊發(fā)送出去，手機終端收到短信后就可以判斷水位的狀態(tài)。這樣就完成了水位的遠程檢測功能。 實際使用過程中， 通過 口的電平狀態(tài)，如 是高點平， 100A， 線網(wǎng)絡模塊相連，即 于工作電壓不同，需要用到 轉換后的電壓適用于 線模塊。 行接口使用線路少，成本低，特別適用于遠程傳輸。其中 據(jù)終端設備） 據(jù)通信設備），發(fā)送串行數(shù)據(jù)； 據(jù)終端設備） 據(jù)通信設備），接受串行數(shù)據(jù)。 該標準規(guī)定采用一個 25個腳的 連接器的每個引腳的信號內容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。 但一些設備 與 連接的 因為不使用對方的傳送控制信號 ,只需三條接口線 ,即 “ 發(fā)送數(shù)據(jù) ” 、 “ 接收數(shù)據(jù) ”和 “ 信號地 ” 。 14 按照圖 3所示，把線路接好后，當水位滿， 上 2 2過 100 受 3 水位數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)能浖崿F(xiàn) 由于 它們之間的數(shù)據(jù)傳輸遵循串行數(shù)據(jù)的格式，其傳輸數(shù)據(jù)格式為： 1個 起始位、 8個數(shù)據(jù)位和 1個停止位，且無校驗 (即 5)。串口速率為固定的 9600 片機將采集到的水位信息即 1、 2和 3的置零狀態(tài)通過串口傳送給 就相應的按照某種固定的數(shù)據(jù)格式將水位信息發(fā)送 到終端上 。 沒有其他任何握手和數(shù)據(jù)流控制線，只需按照 100的，所以在使用它傳輸數(shù)據(jù)時要用到電話號碼。數(shù)據(jù)包中用 6個 8位二進制字節(jié)表示電話號碼，每個字節(jié)中的高 4位和低 4 位均用 樣每個字節(jié)可表示兩位電話號碼， 所以 6個字節(jié) 總 共可表示 12 位電話號碼。因為現(xiàn)行的電話號碼均為 11位，而 6字節(jié)能表示 12 位十進制的 以在傳輸數(shù)據(jù)表示電話號碼時要在電話號碼的前面補 0以湊足 12位。假設電話號碼是轉換成 6字節(jié) 1H 35H 84H 00H 24H 62H。 3 1 數(shù)據(jù)包格式 無論是數(shù)據(jù)還是命令都用 下面的格式來表示： 制字節(jié) 信息 15 不管是命令還是數(shù)據(jù)，都有一個包頭 著就是一個控制字節(jié)。本模塊規(guī)定：當控制字節(jié)大于 147時，數(shù)據(jù)包為命令，否則就為數(shù)據(jù)。比如命令 控制字節(jié)，因 47，故參數(shù)為命令字節(jié)。模塊就是靠數(shù)據(jù)包的第二個字節(jié)來識別發(fā)給它的信息是命令信息還是數(shù)據(jù)信息的。 如下圖所示。 字節(jié)位置 第一字節(jié) 第二字節(jié) 第三字節(jié) 第九字節(jié)以后 字段名稱 字頭 控制碼 地址 數(shù)據(jù) 發(fā)送數(shù)據(jù)時 送數(shù)據(jù) 140 發(fā)送用戶數(shù)據(jù)的格式 根據(jù)數(shù)據(jù)包格式，發(fā)送用戶數(shù)據(jù)格式如下： 制字節(jié) =D 其中， 7括 字節(jié)長度一般是固定的，為 l+6=7字節(jié)。 目的地址，號碼需要進行格式轉換。 總長度不大于 140字節(jié)，因為短信息的數(shù)據(jù)長度不 能超過 140字節(jié)。 假設要發(fā)送 11H、 22H、 331H、 445H，共 6個字節(jié)數(shù)據(jù)，接收方的電話號碼 (目的地址 )是 3 個字節(jié) )， 01H 35H 84H 00H 24H 62H， 2H 33H 44H 55H,發(fā)送格式如下： 1H 35H 84H 00H 24H 62H 00H 11H 22H 33H 44H 55H 接收用戶數(shù)據(jù)的格式 接收用戶數(shù)據(jù)格式如下： 制字節(jié) =D 與發(fā)送用戶數(shù)據(jù)格式不同的是 是發(fā)送方的電話號碼，即源地址。 假設收到上面發(fā)送來的 11H、 22H、 33H、 445H,共 6字節(jié)數(shù)據(jù)，發(fā)送方的電話號碼 (源地址 )是 3 個字節(jié) )， 1H 39H 20H 85H 57H 95H， 1H 223H 44H 55H,接收到的數(shù)據(jù)格式如下： 1H 39H 20H 85H 57H 95H 00H 11H 22H 33H 44H 55H 3 2 命令集 16 過對不同命令的操作來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的正確收發(fā)過程，其命令集如表 1所列。 格式 方向 功能 塊 模塊已工作。上電初始化完成后即返回此代碼 位機 詢問模塊是否工作。初始化完成后任何時候用此命令詢問模塊，只要模塊工作正常，會立即返回 則不返回任何命令碼 塊 數(shù)據(jù)已經發(fā)送成功。由于網(wǎng)絡原因原因，發(fā)送相同的數(shù)據(jù)所需要的時間也是不相同，所以發(fā)送數(shù)據(jù)時，要等到數(shù)據(jù)發(fā)送的回應代碼（ 再發(fā)送下一次數(shù)據(jù) 塊 數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，需要重新發(fā)送 位機 詢問模塊的軟件版本 塊 回答軟件版本。后跟八個字節(jié)的版本信息（ 塊 模塊忙 塊 數(shù)據(jù)實際長度與長度字節(jié)不符。如果數(shù)據(jù)實際長度小于長度字節(jié)所給的數(shù)據(jù)長度，則模塊會用此次數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)來彌補長度 ，繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)的實際長度大于長度字節(jié)所給的數(shù)據(jù)長度，模塊會將多出的字節(jié)丟掉，并返回表示模塊忙的命令碼（ 位機 系統(tǒng)復用 17 實際使用過程忠，首先 上電后模塊內的單片機對 道單元進行初始化。初始化后的 道單元向網(wǎng)絡進行登記并保持網(wǎng)絡連接。 發(fā)送短信時：上位機將要發(fā)送的短信通過串口接口按 信格式送接口電平轉換電路。接口電平轉換電路將上位機不同電平的信號轉換成 信號送模塊內的單片機 片機 接收短信時 :單片機將短信以通過接口電平轉換電路送給上位機。 水位滿時，其格式無論是數(shù)據(jù)還是命令都是 到我手機上，因我的手機號碼為即目的地址，號碼需要進行格式轉換為 12位十進制的 轉換后的數(shù)據(jù)為 01H 35H 84H 00H 24H 62H。 當水位滿， 部輸入高電平 1 。則單片機輸出 到 單片機 道單元 ,轉換后的 為 2H 33H 44H 55H。 道單元將短信發(fā)給 手機上收到信息后，就以可以得知水位已滿的信息。 4 系統(tǒng)應用 拓展 4 1 系統(tǒng)優(yōu)點 該系統(tǒng)的種種特點完全可以擴展到其他的領域使用，如長江水位的防汛工作。如果用戶想要了解長江的水位情況，只需要發(fā)送一個短信，就可以及時的了解水位狀況，而不需要親臨現(xiàn)場。 相比其他遠程水位檢測系統(tǒng)，采用 節(jié)約成本 目前應用的水情自動測報系統(tǒng)一般都需要組建專門的通信網(wǎng)絡，覆蓋范圍大的可能還要加多級中繼，建設成本和建設周期相當大。而如果應用短消息業(yè)務來傳輸水情數(shù)據(jù)，只需要一個 據(jù)的傳輸和傳輸質量全由 以節(jié)約建設成本和建設周期。 短消息業(yè)務傳輸水情數(shù)據(jù)，由于電信部門的網(wǎng)絡相對水情系統(tǒng)是透明的，所以水情系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構就變得簡單，這樣就便于自動測報網(wǎng)絡投入使用后的維護和維修工作，節(jié)約維護和維修成本以及網(wǎng)絡的運營成本。 通信費用低廉。雖然利用短消息業(yè)務來實現(xiàn)水情自動測報系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸需要通信費用的缺點，但相對來說，它的通信費用是相當?shù)土摹＞C合考慮整個工程的投入，那么用短消息業(yè)務實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綄⒛軓墓こ痰慕ㄔO、維護、維修等各個方面節(jié)約下很多成本。 提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性、可靠性 18 對于水情自動測報系統(tǒng)中的自動化通信設備來說，由于其所處的地理環(huán)境，防雷一直是一個十分頭痛的問題，即使增加了許多防雷設備和器件，這些設備還是經常遭雷擊。使用 以防雷問 題也就不會那么突出。 由于傳輸短消息的 信網(wǎng)絡覆蓋全國，這可以使得水情自動測報的范圍也很大，遙測站的數(shù)目可任意擴充。對于一些覆蓋地域比較廣的水情自動測報系統(tǒng)來說，用短消息業(yè)務來傳輸水情數(shù)據(jù)就有更大的優(yōu)勢。 采用短消息傳輸后，通信信道的信噪比、誤碼率等通信的性能指標都可以由 絡的性能指標和通信協(xié)議得到保證，可以免去很多數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)校驗、檢錯、糾錯工作，數(shù)據(jù)通信的可靠性可以得到提高。 4 2 應用拓展 除了應用于固定遙測站的水文信息傳輸外，短消息業(yè)務作為移動通信網(wǎng)絡的通信業(yè)務之一，更 能應用于迅測等流動水文遙測站的水文信息傳輸，而這一切的實現(xiàn)不需要增加任何通信設備。 目前幾種通信方式的比較 我國目前水情自動測報系統(tǒng)的通信方式主要有短波通信、衛(wèi)星通信和超短波通信。 短波通信的傳播距離較遠，受地形限制較少，但受電離層的影響，通信質量差和信道穩(wěn)定性差，而且受氣候的影響大，在實際應用中很少采用。 衛(wèi)星通信的傳輸質量好，傳輸距離不受限制，覆蓋面積大，受地形、氣候的影響小，組網(wǎng)靈活，但衛(wèi)星終端設備成本較高。另外，雖然系統(tǒng)采取按時收費，還依然有較高的使用成本，實際應用也不是很廣泛。 超短波通信的信 號傳輸比較穩(wěn)定，質量較好，又具有一定的繞射能力，是我國目前水情自動測報系統(tǒng)中應用最多、技術上也較成熟的通信方式，但傳播距離較近，且受地形限制，在山地通信時需設置中繼站。 統(tǒng)是目前基于時分多址技術的移動通信體制中最成熟、最完善、應用最廣的一種系統(tǒng)。我國目前已經建成覆蓋全國的 字蜂窩移動通信網(wǎng)，提供多種業(yè)務，主要包括：話音業(yè)務、短信業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務。比較這三種業(yè)務可知，短消息業(yè)務（ 更適合于水情數(shù)據(jù)的傳輸。雖然短消息業(yè)務一次最多只能傳輸 140 個字符信息，但用于水情數(shù)據(jù)的傳輸已經完全可以滿足要求。 種：點對點短消息和短消息小區(qū)廣播業(yè)務。目前短消息小區(qū)廣播業(yè)務還沒有完全開放。點對點短消息業(yè)務能夠使 絡的用戶可以接收或發(fā)送有限長度（不超過 140 個字節(jié)）的數(shù)字或文字信息，短消息的收發(fā)不影響通話。 19 不用撥號建立連接，直接把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送到短消息服務中心，由短消息服務中心再發(fā)送給最終的信宿。并且， 如果傳送失敗，被叫方沒有回答確切消息，網(wǎng)絡會保留所傳消息，當發(fā)現(xiàn)被叫方能被叫通時消息能被重發(fā)，以確保被叫方準確接收。 不僅在水情自動測報系統(tǒng)中，在其它任何領域的網(wǎng)絡通信中，采用簡潔、高效、合理的通信方式一直是追逐的焦點。而利用現(xiàn)有的已建成的公共通信網(wǎng)絡來快速、可靠的組建各種網(wǎng)絡應用也是各個領域通信方式發(fā)展的方向，水情自動測報系統(tǒng)也不例外。這樣可以省去組建專用網(wǎng)絡的巨大投入，只需要接入網(wǎng)絡的終端模塊就可以了。 隨著 得 應用 于其它領域的通信需求，而這些模塊都有易于開發(fā)的通訊接口和協(xié)議，這為短消息業(yè)務應用于水情測報系統(tǒng)的開發(fā)工作創(chuàng)造了很好的條件。對于水情自動測報系統(tǒng)來說， 基于 水情遙測自動測報系統(tǒng)由多個遙測站和一個中心站組成。水情遙測系統(tǒng)中分部在各處的遙測站通過 遙測站測的水位、雨量等數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼?，再由中心站進行相關的處理。 （） 遙測站 遙測站的組成框圖如圖 1 所示，主要由傳感器（雨量計、水位計）、遙測數(shù)傳儀、電源組成。由數(shù)傳儀 控制采集雨量、水位等