一、應(yīng)用需求

我國(guó)對(duì)于江河水文的監(jiān)測(cè)非常重視，在原有的水文監(jiān)測(cè)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，各地的水文監(jiān)測(cè)站紛紛建立了一些無(wú)人值守的水文檢測(cè)點(diǎn)，以監(jiān)測(cè)更廣的水文和水利情況，包括水流速度、水面高度、水質(zhì)、流量、潮位、降水量等參數(shù)。

二、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述

一套由水文遙測(cè)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)組成的水文計(jì)算機(jī)防汛檢測(cè)系統(tǒng)，可以通過(guò)設(shè)立在各個(gè)水文監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集單元和無(wú)線傳送及網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)搜集的水文信息及時(shí)傳送到水利局或防汛指揮部，供防汛調(diào)度決策使用。

系統(tǒng)組成：

水文與防汛監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由流域管理中心、分中心(各縣市)監(jiān)測(cè)站、現(xiàn)場(chǎng)水文遙測(cè)單元構(gòu)成一套三級(jí)網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)的建成，將改善水文信息的收集、傳遞和處理手段，縮短數(shù)據(jù)收集和預(yù)報(bào)作業(yè)所需的時(shí)間，提高信息收集和傳遞的可靠性，提高流域防汛信息處理能力。
　　流域管理中心通過(guò)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)與各地分中心監(jiān)測(cè)站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每隔一段時(shí)間對(duì)各分中心監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并主要為以下應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)：
·防汛信息收集處理系統(tǒng)
·汛情監(jiān)視系統(tǒng)
·防汛會(huì)商顯示系統(tǒng)
·信息查詢系統(tǒng)
·氣象服務(wù)系統(tǒng)
·洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)
·災(zāi)情評(píng)估系統(tǒng)等

通信網(wǎng)絡(luò)：

分中心監(jiān)測(cè)站由一臺(tái)微機(jī)或幾臺(tái)微機(jī)構(gòu)成的局域網(wǎng)作為水文監(jiān)測(cè)工作站，通過(guò)ZIGBEE無(wú)線方式，能在很短的時(shí)間內(nèi)完成一次轄區(qū)范圍內(nèi)各監(jiān)測(cè)站的掃描，監(jiān)測(cè)水文遙測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并能判斷各設(shè)備是否正常工作，可方便擴(kuò)充，并能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)采集和遙控輸出。分中心流域管理中心通過(guò)有線方式或GPRS通信模式接受流域中心管理，與各水文遙測(cè)單元(HTU)以無(wú)線ZIGBEE方式通信，除可正常采集數(shù)據(jù)外，還可對(duì)各監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)配置，修改設(shè)定。

　　各水文遙測(cè)單元根據(jù)防汛水文監(jiān)測(cè)要求，安裝在河流、水庫(kù)的指定地點(diǎn)，以野外無(wú)人值守方式工作，配備一臺(tái)數(shù)據(jù)采集單元、無(wú)線電臺(tái)、和雨量計(jì)、水位計(jì)、風(fēng)向風(fēng)速計(jì)等水文監(jiān)測(cè)儀表，本站可保留六個(gè)月以上數(shù)據(jù)，通過(guò)ZIGBEE無(wú)線通訊可受上級(jí)監(jiān)測(cè)站(分中心)的控制，任意設(shè)定測(cè)試時(shí)段，校準(zhǔn)機(jī)時(shí)上下一致，系統(tǒng)供電具有雙電源系統(tǒng)和蓄電池以及太陽(yáng)能電池，停電時(shí)太陽(yáng)能電池自動(dòng)供電，確保正常有效工作。對(duì)山區(qū)和距離較遠(yuǎn)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，還有遙測(cè)中繼站，能接受并轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，亦由太陽(yáng)能電池供電，保持長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

1、建立一個(gè)綜合水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，每隔一段時(shí)間就可對(duì)全流域的水文信息進(jìn)行一次收集，及時(shí)準(zhǔn)確地掌握流域水文情況?！　?/P>

2、在汛期，對(duì)各地的雨量和水位的漲落趨勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，為防汛決策提供了可靠的資料和依據(jù)，使有關(guān)部門(mén)能及時(shí)采取對(duì)策，化解險(xiǎn)情?！　?/P>

3、系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，可方便擴(kuò)充，且具有遠(yuǎn)程診斷功能，安裝維護(hù)方便。 將遠(yuǎn)端采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、可靠地發(fā)送到各級(jí)監(jiān)控中心。并接收各級(jí)監(jiān)控中心的控制指令。隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來(lái)出現(xiàn)了面向低成本設(shè)備無(wú)線聯(lián)網(wǎng)要求的技術(shù)，稱之為zigbee，它是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無(wú)線通信技術(shù)，主要適合于自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域及家用設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，我們采用zigbee技術(shù)和GPRS/CDMA技術(shù)結(jié)合，可以為水文水利系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸通信提供很好的解決方案。
四、Zigbee技術(shù)特點(diǎn)

通信可靠

系統(tǒng)采用了CSMA－CA的碰撞避免機(jī)制，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突；采用完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，保證信息傳輸?shù)目煽啃裕?/P>

網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強(qiáng)

zigbee的自組織功能：無(wú)需人工干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能感知其他節(jié)點(diǎn)的存在，并確定連接關(guān)系，組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)；

zigbee自愈功能：增加、刪除或移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡(luò)都能夠自我修復(fù)無(wú)需人工干預(yù)，保證整個(gè)系統(tǒng)仍然能正常工作。

成本低廉

設(shè)備的復(fù)雜程度低，且Zigbee協(xié)議是免專利費(fèi)的，這些可以有效地降低設(shè)備成本；Zigbee的工作頻段靈活，為免執(zhí)照頻段的2.4GHz，就是沒(méi)有使用費(fèi)的無(wú)線通信。

網(wǎng)絡(luò)容量大

一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以容納最多254個(gè)從設(shè)備和一個(gè)主設(shè)備，一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在200多個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)。