郝剛

摘 要：水文自動測報系統(tǒng)是一種由收集、傳遞以及處理水文實時數(shù)據(jù)的各類傳感器、計算機以及通信設(shè)備等構(gòu)成的系統(tǒng)，具體包括中心站、遙測站和信息傳輸通道這三個部分，該系統(tǒng)主要用于防汛和水利調(diào)度，其在較小流域范圍內(nèi)僅僅需要幾分鐘便可以完成數(shù)據(jù)采集和處理，能夠及時提供重點河段和水庫的雨水情況?；诖它c，該文就無線遙測技術(shù)在水文測報系統(tǒng)中的應(yīng)用進行淺談。

關(guān)鍵詞：無線遙測技術(shù) 水文自動測報系統(tǒng) 應(yīng)用

中圖分類號：P64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-0-01

1 無線遙測技術(shù)綜述

遙測技術(shù)是傳感測量技術(shù)與通訊技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物，該技術(shù)大體上又可分為有線遙測技術(shù)和無線遙測技術(shù)兩大類，前者必須借助電話線、光纜等傳輸介質(zhì)，才能對信號進行傳輸，因而在應(yīng)用方面受到了一定限制；而后者則是借助光、聲、電磁波等介質(zhì)進行遠距離信號傳送的，所以不會受到過多的限制，這也是該技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用的原因之一。近些年來，隨著計算機、微電子、通信、空間等技術(shù)的不斷進步和完善，推動了無線遙測技術(shù)的發(fā)展。在遙測技術(shù)誕生之初，其主要被應(yīng)用于航空、航天等領(lǐng)域，伴隨著該技術(shù)的發(fā)展和完善，其現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域當(dāng)中，如軍事、工業(yè)等等。遙測技術(shù)的優(yōu)點是規(guī)格小、穩(wěn)定性強、性能高、抗干擾能力強，這也是其在工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中獲得廣泛應(yīng)用的主要原因之一?；跓o線遙測技術(shù)研制出來的無線遙測系統(tǒng)有效解決了地理分布廣、不容易布線等應(yīng)用問題。

2 水文自動測報系統(tǒng)中無線遙測技術(shù)的具體應(yīng)用研究

早些時候，水文自動測報系統(tǒng)多用于汛期水文數(shù)據(jù)資料的收集，也被用于水文站網(wǎng)資料的收集。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大范圍普及應(yīng)用以及各類數(shù)據(jù)庫的建立，使得任何一個地方的終端系統(tǒng)都可以調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)，共用情報來進行預(yù)測預(yù)報。下面該文重點對無線遙測技術(shù)在水文自動測報系統(tǒng)中的應(yīng)用進行研究。水文自動測報系統(tǒng)最大的作用是能夠在無人值守的前提下，對遙測站的有關(guān)信息進行及時采集，如水位、雨量以及流量等等，然后對這些數(shù)據(jù)信息進行處理后傳給中心控制站。一般來說，遙測站的終端設(shè)備主要負責(zé)的工作有三方面，分別為：信息采集、數(shù)據(jù)存儲以及與中心控制站通信。

2.1 總體設(shè)計思路

遙測終端系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，它的核心是主循環(huán)，主程序一般會先對系統(tǒng)參數(shù)進行初始化，并對水文傳感器進行詢測，從而對系統(tǒng)的上電原因進行分析，以及系統(tǒng)上電以后需要進行哪些操作，最后進入到相應(yīng)的子程序進行處理。

由于系統(tǒng)軟件中的模塊相對較多，且每個模塊之間并不是相互獨立的，而是需要彼此進行通信。需要借助共享存儲單元和傳送消息來實現(xiàn)各個模塊間的通訊。具體通訊過程如下：先設(shè)定一個存儲區(qū)，消息發(fā)送例程會將要傳送的消息數(shù)據(jù)放入到該存儲區(qū)當(dāng)中，同時設(shè)置好消息標(biāo)志和后續(xù)處理的標(biāo)志字，當(dāng)后續(xù)處理程序進入該存儲區(qū)之后，按照相應(yīng)的標(biāo)志字便可以準(zhǔn)確獲得消息。RTU包括3個硬中斷，它們分別是由實時時鐘、鍵盤以及雨量計引起的中斷。通常情況下，系統(tǒng)基本都處于休眠狀態(tài)，只有激活這3個中斷后，系統(tǒng)才會進入到正常運行狀態(tài)，同時對相應(yīng)的中斷處理程序進行執(zhí)行。當(dāng)系統(tǒng)上電之后，主循環(huán)會先對系統(tǒng)進行自檢和初始化，主要目的是確保硬件正常運行及完成初始參數(shù)的設(shè)置，系統(tǒng)在中斷模式下啟動后，主循環(huán)便開始依次對軟中斷進行檢測，看其是否滿足條件，如果滿足條件將會到中斷處理程序，進而實現(xiàn)系統(tǒng)維護功能或是執(zhí)行通訊指令；否則便會進入到低功耗、省電模式。

2.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計

硬中斷例程具有實時性較強的特點，能夠?qū)ν獠啃盘栕龀黾皶r響應(yīng)，并對此進行迅速處理，具體包括以下三個例程。

2.2.1 定時中斷例程

每日上午8：00，RTU會自動向中心控制站傳送數(shù)據(jù)信息，同時水位檢測也應(yīng)由定時中斷觸發(fā)，另外系統(tǒng)的維護周期也需要借助時鐘中斷來進行觸發(fā)。當(dāng)定時中斷被觸發(fā)之后，系統(tǒng)會對是否為定時發(fā)報時間、水位數(shù)據(jù)采集時間以及維護時間進行逐次檢測，檢測過程中，若是發(fā)現(xiàn)達到水位采集時間，水位傳感器就會開啟，進行相關(guān)數(shù)據(jù)采集，如果發(fā)現(xiàn)達到系統(tǒng)維護時間，那么便會自動執(zhí)行維護工作，到了上午8：00便會向中心控制站傳送數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)與中心控制站之間的通信可以采用GPRS來實現(xiàn)，若是GPRS未能正常啟動，則可借助備用的超短波通信信道完成數(shù)據(jù)上傳。

2.2.2 雨量硬中斷

眾所周知，降雨這種自然現(xiàn)象是沒有任何規(guī)律可言的，具有非常明顯的不確定性，為此，系統(tǒng)雨量計部分必須能夠保持時刻監(jiān)聽是否有雨量信號，并及時對降雨量進行測量。雨量硬中斷主要負責(zé)對雨量傳感器發(fā)送過來的雨量計數(shù)脈沖信號進行計數(shù)，將雨量計數(shù)單元做加1運算。

2.2.3 按鍵中斷

按鍵中斷例程主要負責(zé)對按鍵信號進行處理，而按鍵中斷則是指確定按鍵啟動的信號。在鍵盤處于工作狀態(tài)時，單片機不得進入休眠狀態(tài)，當(dāng)中斷開始后，應(yīng)當(dāng)能夠及時進入到按鍵處理程序當(dāng)中，掃描時間為毫秒級，進入中斷后先對相應(yīng)的中斷標(biāo)志位進行清除，隨后再關(guān)掉按鍵中斷，這是因為此時不應(yīng)當(dāng)再出現(xiàn)按鍵中斷，若是在掃描的過程中發(fā)現(xiàn)某一個按鍵以穩(wěn)定的狀態(tài)按下，則進入該鍵位相應(yīng)的處理子程序當(dāng)中。當(dāng)進入按鍵中斷之后，單片機便會對鍵盤進行相應(yīng)的掃描，以此來確定按鍵的準(zhǔn)確位置以便進入到相應(yīng)的處理子程序當(dāng)中，對按鍵進行掃描的過程中，應(yīng)注意按鍵的抖動情況，所以需要設(shè)置去抖動程序，具體可以采取相應(yīng)的軟件程序來實現(xiàn)去抖動。當(dāng)按鍵設(shè)置完畢以后，若是在較長時間內(nèi)按鍵沒有反應(yīng)，則會認定為超時并返回，然后重新開啟按鍵中斷，此時允許系統(tǒng)進入休眠狀態(tài)。

參考文獻

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