水库自动雨情系统的改进

摘 要：雨情系统是一种可以将各个待测雨量站的雨量信息实时地传回中心站计算机，并将这些信息分类存储整理，方便以后查询的系统，这些数据是水库防洪度汛决策的依据。短信雨情自动系统是在以前老式雨情自动系统的基础上不断改进发展而成的。

关键词：水库防洪；老式雨情系统；短信雨情系统

1 老式雨情系统的缺点

（1）老系统信息传输是通过大功率无线电台和大功率中继构成，所以这些电台必须配置高架室外天线，这就有个缺点，在雷雨天气很容易遭雷击。这是一个长期困扰我们的难题。

（2）因为老测站都必须配备高架室外天线，所以机动性差，移站相对比较困难。这套系统是在20多年前配置的。经过20多年的变迁，上游河道发生很大的变化（比如河道淘金、磁选矿、阿塔山水库的兴建），河道情况发生很大的变化，所以我们的雨量站也应该做相应的调整，阿塔山水库建成，阿塔山上游的雨量站（大庙、北五塔）基本上没有意义了。而最近几年出水比较频繁的白彦沟流域却没有一个测站。雨量站的重新分布已经是一个不可回避的问题。

（3）系统老化出错率高，而且维修困难，以前经常遇到一些问题，比如上游已经确认有雨量而我们的测站却没有反应，把这些电台拿回来重新测试一切正常，又找不出原因，这些设备是专用设备，在本地维修不了，必须去其生产地进行维修，费用比较大，而且有的问题也无法根治。

2 雨情自动系统的总体思路

针对以上这些问题通过对当前一些雨情系统的了解，收集资料，比较分析进而确定了雨情自动系统的总体思路。

（1）新雨情系统是通过手机短信来传递雨量信息，现在的手机移动信号非常好，测站都没有盲区。手机信号无需配置大功率室外高架天线，有效地避免了雷击，新系统已经运行两年，无一次雷击现象发生。

（2）测站无需配备高架室外天线，这就使移站变得非常容易，像手机一样可以很轻松地在任何一个有手机信号的地方建站，新系统已经将阿塔山水库上游的大庙、北五塔雨量站取消。在白彦沟流域的阿路包头和水库西面的康村五分子恢复了两个测站。

（3）由于使用的是手机信号，所以可靠性非常高，系统只需考虑信号的发射和接收，而无需考虑信号的中间环节，从而使系统的维护成本大大降低，可靠性大大提高。前方雨量站由雨量短信发出，而中心站的电脑由于种种原因没有打开或死机，像原来的旧系统中的部分雨量就会丢失。新系统是通过雨量短信来传输雨量信息，就像手机一样，当手机处于关机状态时是收不到短信的，但这些短信也不会丢失，当开机的时候这些短信就会重新发到手机上，雨情短信和这个道理一样，可靠性非常高。

3 短信雨情系统的组成

短信雨情系统由各个雨量站和中心站组成。

3.1 雨量站

雨量站由供电部分、雨量采集传感器、单片机控制电路、短信发射模块四个部分组成。

（1）供电模块是由12伏45安时的蓄电池和功率为5瓦的太阳能光伏充电板、直流12伏转5伏2安转换器一个组成。因为单片机和短信模块用的是5伏电源，所以必须将12伏变为5伏。

图1为直流12伏转5伏2安转换器电路图。

图1

（2）雨量传感器采用翻斗式雨量传感器，每收集到一毫米的雨量，翻斗就会机械性的翻一下，里面通过一个干簧管和高能磁钢触发一个短路信号，这样它就会自动计算雨量。

（3）控制采用AT89S52单片机及配套电路。图2为

AT89S52单片机及电路图。

图2

雨量桶传出的信号线一根接到单片机的P-3.4，另一根接的电源地。设置P-3.4为读状态，每当有一个短路信号时相当P-3.4接地，单片机读P-3.4为0，这样单片机就能识别雨量桶信号。

（4）短信模块发射接收模块。短信模块发射接收模快由德国产的西门子TC35I短信集成电路及其电路组成，用单片机串口和模块的串口相连，对短信模块的控制通过模块出厂时厂家带的一套AT命令集完成。

比如设置为英文模式“AT+CMGF=1”中文模式 “AT+CMGF=0”

读短信“AT+CMGR=短信序号”

雨量站的基本原理是，当雨量桶每收到一毫米雨量时，这时雨量桶就会发出一个短路信号，单片机数据线P-3.4为0状态，单片机收集到这个信号就会通过串口控制短信模块向中心站计算机发射一个雨量短信，通过定时器每8小时发射一个自检短信，中心站长时间没有收到自检短信说明该雨量站发生故障。

3.2 中心站

中心站包括短信接收模块和短信自动雨情系统软件，短信接收模块和前面的发射模块一样，电路图如前所示。

中心站主要就是自动短信雨情系统软件，是用高级编程语言VB6.0编写而成，它的基本原理就是中心站不停地处于待机状态，随时接收来自雨量站的自检短信和雨量短信，通过对短信的解码分析，找出来电号码、来电内容、来电时间，通过这些解码信息判断出是垃圾短信，还是自检短信，或者是雨量短信，根据时间记录在数据库中。方便以后查询。

软件分为系统设置、短信解码、数据存储、绘制各种雨量查询表格。

雨量站设置就是增加删除雨量站，更改站名和来电号码（表1）。

表1

短信解码就是通过串口将短信内容读入中心站计算机，并确定来电号码、来电时间、短信内容。

数据存储是通过VB6.0对ACCESS数据库的操作来实现的，将以上的来电号码、来电时间、短信内容加工整理计算存储到数据库中。

绘制表格包括日雨量查询、月雨量查询、年降雨查询表，具体见表2-表4。