隨著我國經濟社會的發(fā)展，對水文信息不斷提出新要求，水文觀測項目和內容不斷增加，對觀測手段和方法以及水文監(jiān)測技術的研發(fā)和應用提出了越來越高的要求；現(xiàn)代電子技術、傳感技術、通信技術和計算機技術的迅速發(fā)展，也促進了水文監(jiān)測技術自動化的發(fā)展。
在水文監(jiān)測系統(tǒng)中，常常需要對眾多的水位點進行實時監(jiān)測，大部分監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實時發(fā)送到管理中心的后端服務器進行處理。由于監(jiān)測點分散，分布范圍廣，而且大多設置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)，通過電話線傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半。通過GPRS無線網絡進行數(shù)據(jù)傳輸，成為水文部門選擇的通信手段之一。污染源監(jiān)測設備可將采集到的污染數(shù)據(jù)和告警信息通過GPRS網絡及時發(fā)送到水文監(jiān)測部門，實現(xiàn)對排污單位或個人的及時管理，同時可以時時監(jiān)測水質情況。可以大大提高水文部門的工作效率。
一、水文監(jiān)測自動化技術的應用和發(fā)展
1、 水文監(jiān)測的范圍與內容：
水文監(jiān)測是水文傳感器技術與采集、存儲、傳輸、處理技術的集成。
監(jiān)測范圍：江、河、湖泊、水庫、渠道和地下水等水文參數(shù)。
監(jiān)測內容：水位、流量、流速、降雨（雪）、蒸發(fā)、泥沙、冰凌、墑情、水質等。
2、 人工監(jiān)測技術存在的問題：
從水文傳統(tǒng)的人工監(jiān)測技術分析來看，主要存在以下問題：
（1） 記錄方式以模擬方式為主，就是數(shù)字方式記錄的也很難方便的輸入計算機處理；
（2） 據(jù)處理基本靠人工處理判斷，費時費力易錯；
（3） 水文信息的采集、傳輸、處理的實時性和準確性較差，無法適應現(xiàn)代水文的需求。
因此，要用自動化技術促進水文監(jiān)測自動化的發(fā)展。
3、 水位的采集和傳輸
用于自動化監(jiān)測的水位傳感器主要有浮子式水位計、壓力式水位計、電子水尺和超聲波水位計等。這些傳感器可以直接接到RTU(Regional Training Unit遠程數(shù)據(jù)單元)上，自動監(jiān)測水位參數(shù)。地下水位的監(jiān)測與地表水相同。
目前，省水文監(jiān)測站與各采集點之間的數(shù)據(jù)通信主要采用手工抄錄或PSTN電話線傳輸。采用電話線傳輸數(shù)據(jù)時，由于每次撥號都需要等待，速度慢，而且費用也較高。同時，由于各監(jiān)控點分布范圍廣、數(shù)量多、距離遠，個別點還地處偏僻，因此需申請很多電話線，而且有些監(jiān)控點有線線路難以到達。
GPRS具有速度快、使用費用低的特點，其傳輸速度可達171.2kb/s。與有線通訊方式相比，采用GPRS無線通信方式則顯得非常靈活，它具有組網靈活、擴展容易、運行費用低投，維護簡單、性價比高等優(yōu)點因此，目前正考慮采用GPRS無線傳輸方式解決污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸問題。
二、方案優(yōu)點：
中國移動GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業(yè)務平臺上構建水文信息采集傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)水文信息采集點的無線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網絡，縮短建設周期，降低建設成本的優(yōu)點，而且設備安裝方便、維護簡單。經過比較分析，我們選擇中國移動的GPRS系統(tǒng)作為水文信息采集傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信平臺。
GPRS無線水文監(jiān)控系統(tǒng)具備如下特點：
1、實時性強：
GPRS具有實時在線特性，系統(tǒng)無時延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個或所有監(jiān)測點的各種數(shù)據(jù)。可很好的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。
2、可對各監(jiān)測點儀器設備進行遠程控制：
通過GPRS雙向系統(tǒng)還可實現(xiàn)對儀器設備進行反向控制，如：時間校正、狀態(tài)報告、開關等控制功能，并可進行系統(tǒng)遠程在線升級。
3、建設成本少低：
由于采用GPRS公網平臺，無需建設網絡，只需安裝好設備就可以，建設成本低。
4、監(jiān)控范圍廣：
構建水文信息采集傳輸系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。由于水文信息采集點數(shù)量眾多，分布在全省范圍內，部分水文信息采集點位于偏僻地區(qū)，而且地理位置分散。
5、具有良好的可擴展性:
由于目前GSM/GPRS網絡已覆蓋省內絕大部分地區(qū)，基本不存在盲區(qū)，可實現(xiàn)大范圍的在線監(jiān)控，滿足水文信息采集傳輸系統(tǒng)對覆蓋范圍的要求。
6、系統(tǒng)的傳輸容量大：
水文中心站要和每一個水文信息采集點實現(xiàn)實時連接。由于水文數(shù)據(jù)信息采集點數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳪PRS技術能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。
7、數(shù)據(jù)傳送速率高：
每個水文信息采集點每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內。GPRS網絡傳送速率理論上可達171.2kbit/s，目前GPRS實際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求。
8、通信費用低：
采用包月計費方式，運營成本低。
三、解決方案介紹：
（一）系統(tǒng)結構
1、水文信息采集點：采用北京東方訊科技有限公司的CG12 GPRS透明無線數(shù)據(jù)傳輸終端，通過RS232/RS485/TTL與水文設備采集點連接，接入移動公司為水文局提供的專用的GPRS網絡,網絡對水文信息采集點的接入地點、時間、數(shù)量沒有限制可以隨時增減。可以滿足山區(qū)、偏遠地涂緄厙尤氳男棖蟆?nbsp;
2、水文中心站：本系統(tǒng)中網絡代理服務器可采用ADSL、LAN等INTELNET公網連接，采用公網固定IP， GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端上電后，它會根據(jù)預先設定在其內部的IP地址來主動訪問網絡代理服務器，通過代理服務器和監(jiān)控中心建立TCP/IP鏈路。監(jiān)控中心主站本身維護接入的每個終端的IP地址和 ID號，當主站要向某個監(jiān)控終端提出數(shù)據(jù)請求時，它會根據(jù)IP地址和ID號來找到對應的終端，將命令下發(fā)到該終端，終端響應后通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端把 數(shù)據(jù)發(fā)到網絡代理服務器端口，通過端口影射轉發(fā)到監(jiān)控中心主站，即完成了一個應答式的通訊流程，當水文信息采集點數(shù)量增加，中心不用擴容即可滿足需求。