解析水文遥测系统中通信方式和特点

【摘 要】 本文根据作者从事水文工作对水文遥测系统中存在的问题进行详细的研究，针对水文遥测系统数据通信的特点， 分析比较了常用近程、远程有线，远程无线通信方式中RS-232-C，RS-485，CAN总线、电话公网语音通道，ISDN，ADSL，短波和微波， GSM，GPRS和卫星通信方式的适用条件和应用原则。

【关键词】 水文 遥测 通信方式

随着国家经济，信息技术，水文遥测系统在防汛的快速发展，流量测量，航道监控实际的项目已经越来越多的应用。遥测系统的应用观测数据的准确性，及时性和效率，提高了可靠性。遥测系统设计，通信手段的选择是一个关键组成部分。根据用户的需求和具备的条件，选择合适的沟通方法是设计师的一项重要任务。要做到这一点，你需要知道的性能不同的沟通方式，工作原理，适用条件和成本特性。

1 水文遥测系统的特点

一般来说水利水文遥测系统至少由多个子站和中心站两级组成，形成多点之间的数据通信。有些较复杂的系统，还需建设中继和分中心站。在水利水文遥测系统中，通信环境条件复杂，通信距离差异很大。远距离数百公里，近距离只有10米的距离。它的品种繁多，但一般不来传输数据的时间（通常为100字节）的量遥测参数。不均衡的通信时间间隔，从几秒到几个小时是可能的，但因为一般涉及遥测参数较慢的平均业务量密度。因此，遥测系统应结合当地条件和系统设计的目标，根据多种通信方式的选择更好的通信手段的特点。

2 几种近距离有线通信方式

2.1 RS-232-C接口方式

RS-232-C接口（也称为EIA RS-232-C）是最常用的串行通信接口。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）串行二进制数据交换接口技术标准之间。”该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，每个信号连接器引脚被定义的内容和水平。RS-232-C接口标准出现较早，这是不可避免的不足之处，主要接口信号电平值更容易损坏芯片的接口电路，传输速率低，要使用的接口共同点传输，抗干扰能力强。传输距离是有限的，一般小于15米，最大不超过50米。因此，一般只用于中心站的值班机的用户计算机之间的短距离通信的遥测系统。

2.2 RS-485接口方式

RS-485是在RS-422标准的基础上发展起来的一种支持多节点、远距离和高灵敏度的总线标准。RS-485标准采用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线。它具有以下特点：降低了接口信号电平，不易损坏接口电路的芯片，且与TTL电平兼容，可方便地与TTL电路连接。数据最高传输速率为10Mbps。抗干扰性能好。最大传输距离实际上可达3000m。另外RS-485接口在总线上允许连接多达128个收发器。具有多站能力，在较近距离内可以利用RS-485接口组建遥测网络系统。

2.3 CAN总线接口方式

CAN（controller area network）是具有ISO标准的现场总线， 它技术性能优越，被认为是最有前途的现场总线之一。CAN总线技术是以ISO/OSI模型为基础的，具有完整的软件支持系统，能够解决总线控制、冲突检测、链路维护等问题。

其特点为：现场总线设备组网无主从设备之分或允许多主存在。在同一个层次上不同厂家的产品可以互换，设备之间具有互操作性。最大传输速率1Mbit/s（40m），最远传输距离10km（6kbit/s）。

3 几种远程有线通信方式

3.1 电话公网语音通道方式

电话语音通道方式是借助调制解调器在电话网中用语音频带传输数据。这种方法在中国目前被广泛用在Internet网的个人上网中， 并且在许多监测网络中也被用来进行数据通信。

3.2 电话公网ISDN方式

ISDN（Integrated Services Digital Network综合业务数字网）是一个全数字化的通信网络，是在电话综合数字网的基础上发展起来的。在这个网络中，一切信号都以数字形式传输和交换。ISDN以标准接口将各种类型的终端设备接入到ISDN网络中，不同的终端产品只要有相同的、标准的ISDN接口就可以连入ISDN网络。

3.3电话公网ADSL方式

ADSL技术即非对称数字用户环路技术。它最初主要是针对视频点播业务开发的，随着技术的发展，并逐渐成为一个更方便的宽带接入技术。使用虚拟IP地址或IP地址的方式，实时网络，高速数据接入，下行8Mbit的/s的上行传输速率1Mbit/s的ADSL模式。ADSL数据信号和电话音频信号在各频带的干扰的频分复用调制的原理，而互联网可以使用电话。独享带宽，快速，可靠和安全的消息。ADSL是绿色的方式（永远在线），没有拨号，所以，当你不具有互联网接入和电话费。快速和简便的安装，安装在现有电话线的ADSL，ADSL调制解调器和电话分离器安装在用户端，用户线不改变。缺点是由微控制器的软件支持遥测终端更加困难。ADSL是合适的遥测系统，组成各级中心站外局部区域网路或网际网路与系统通信之间。

4 几种远程无线通信方式

4.1 无线超短波和微波通信方式

超短波和微波通信是指利用电磁波进行的无线电通信，超短波利用频率为30～300MHz，微波利用300MH～300GHz。在超短波的高段和微波段通信具有视距传播特性，即电磁波沿直线传播，而地球表面是弯曲的，且有丘陵或山区。当距离较远时，会阻挡信号的传播。为此需加高天线或建立中继站。其优点是站点布设灵活、占用信道传送数据不以时间长短计费，信号传送及时性好。缺点是建设投资大、频道资源有限，容易受同频或环境、气候等因素干扰、通信系统需要自行维护，技术难度高、工作量大，费用多。

4.2 GSM移动通信方式

移动通信GSM通用移动通信系统是国家投资建设公共网络，是目前国内覆盖面最广，系统可靠性最高的语音清晰度最高的移动蜂窝通信系统。随着传统的VHF/UHF无线电通信网络相比，它不仅通信范围，系统可靠，经济实用，便于整个网络监控中心，专用网络可以减少基站的重复投资和建设。目前中国电信的GSM网络是全球最大的移动通信网络。依托数字化的GSM蜂窝式移动通信网络的无线传输网络监控系统的通信技术，以确保传输信道的可靠性。GSM在一个统一的格式，提供所有的电信用户遍布国内和国际漫游服务。除了GSM系统提供语音服务，而且还提供了数据服务，短信息服务等多种功能。

4.3 GPRS通信方式

GSMGPRS是一种分组交换的数据承载和传输的基础上开发。GPRS数据承载和支持，与原有的GSM相比，具有非常明显的优势。这将是更有效地使用无线网络的信息资源，它特别适用于突发性，频繁的小容量的数据传输。支持的数据传输速率为115kbit/s的理论峰值较高，更灵活的计费，按流量计费的数据；也GPRS支持同步数据传输在语音通话期间等。缺点是其GPRS网络的覆盖范围尚小，信号弱，容易导致破损，但广泛应用于遥测系统。然而，具有良好前景的GPRS无线数据传输的发展，手机是未来的方向。

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