基于GSM短信通信方式的泄洪预警及监控系统的制作方法

本发明涉及一种基于gsm短信通信方式的泄洪预警及监控系统，针对水库和水电站泄洪预警领域。

背景技术：

水库和水电站不定期都会进行开闸泄洪工作，如何及时有效地通知河道两岸的居民以及正在涉水的人员，最大限度避免人员伤亡和减少经济损失，是一项关系到国计民生的重大课题，使用无线泄洪预警及监控系统，是当前最为可行和有效的措施。

目前市场上用于泄洪预警方面的远程预警系统主要存在以下问题：首先，从通信条件来看，现有的系统主要采用gprs/3g/4g通信方式，在偏远山区存在信号不稳的情况，并且控制中心设备要和远方预警设备通信，必须满足下列条件之一：1.控制中心有固定网络ip地址；2.租赁云服务空间，对数据进行转发；3.利用网络域名解析。这三种方式每年都需要固定的费用，其中，固定网络ip地址费用昂贵，租赁云服务空间费用较高且需具有专业技术的人员维护，而域名解析有时会掉线，不稳定。

其次，从预警及监控效果来看，现有的预警系统虽然也是通过预警现地的无线终端设备控制广播系统发出语音警告，但现场的广播系统是否正常，喇叭发出的声音有多大，现场的水位变化情况如何，控制中心无法知道。

最后，从泄洪和预警的联动关系来看，现有的预警系统无法与水库和水电站的闸门控制系统等实现即时联动。

技术实现要素：

本发明将采用新的通信方式，降低通信费用和门槛的同时，提高通信的可靠性；采用新的预警监控技术，对预警过程和效果全面掌控；将泄洪和预警有效自动结合。

gsm移动通信是目前应用最为广泛的通信方式，由于采用专用频段和电路交换系统，gsm移动通信具有覆盖地域广、可靠性高、稳定性好等显著优势。短信服务作为gsm移动通信的一项基本业务，现已非常成熟和稳定。

本发明主要针对的是水库和水电站泄洪预警及监控技术领域。从水库和水电站的泄洪需求来看，常态下，只有在夏季的丰水期才有泄洪需求，且即使是丰水期，泄洪也并非每天必需，基于这种情况，将短信作为通信方式进行预警，不仅通信费用低廉、应用简便，且能够最大程度的避免闲时损耗。

本发明所指的“基于gsm短信通信方式的泄洪预警及监控系统”的设备主要包括后台设备和前端设备两个部分。后台设备全部安装在控制中心，主要由系统工作站（含平台软件）、短信调制解调器、被授权的手机（以下简称手机）、无线报警监控主机（以下简称后台主机）、广播系统（包含工业级广播功放和音箱）等组成。前端设备全部安装在预警现地，主要由无线报警监控主机（以下简称现地主机）、广播系统（包含工业级广播功放和室外号角喇叭）、工业级音量传感器、水位传感器、光伏发电组（包含太阳能电池板、逆变器、控制器及蓄电池等）、防雷器、室外箱体等组成。采集喇叭音量的工业级音量传感器和采集现地水位的水位传感器给现地主机输入的信号均为4-20ma的模拟量。

为确保系统的可靠性，本发明中设计了三种后台设备控制现地主机的方式，且互为备用：1.与闸门控制系统联动启动方式，后台主机与闸门控制系统采用485或干接点方式通讯，当闸门控制系统打开泄洪闸门时，后台主机自动即时向现地主机发出指令；2.通过系统工作站触发方式，在系统工作站的平台软件上点击相关启动图标，系统工作站通过短信调制解调器向现地主机发出指令；3.通过手机触发方式，通过手机发短信向现地主机发出指令。

本发明中现地主机接到上述任一触发方式的指令后，立即同时给系统工作站、手机及后台主机回复短信。给工作站和手机回复的短信内容包含现地主机采集到的市电电压、光伏发电组逆变器输出电压和无线信号强度等，通过短信内容可以判断现地是否具备预警的基本条件。现地主机对采集的相关数值进行逻辑判断，给后台主机回复特定指令，收到指令后，通过后台广播系统自动播出预制在后台主机中的语音内容，如：一号预警点具备预警条件。

考虑到洪水从泄洪闸到达每个预警点所需时间并不相同，故本发明中要求每个点的预警系统将在洪水到达之前的合理时间点开始发出语音警示。

每台现地主机在预设的时间点，通过现地广播系统自动播出预制在现地主机中的语音内容，如：上游水库正在泄洪，请远离河道。现地主机立即同时给系统工作站、手机及后台主机回复短信。给工作站和手机回复的短信内容包含现地主机采集的广播功放输出端电压、喇叭音量数值和现地水位数值等，通过短信内容可以判断现地广播系统是否开始正常预警和预警时的水位。现地主机对采集的相关数值进行逻辑判断，给后台主机回复特定指令，收到指令后，通过后台广播系统自动播出预制在后台主机中的语音内容，如：一号预警点开始预警。

预警持续到规定的时间后，现地主机自动停止给广播系统输出音频信号，广播系统随即处于待机状态。现地主机立即同时给系统工作站、手机及后台主机回复短信。给工作站和手机回复的短信内容包含现地主机采集的广播功放输出端电压、喇叭音量数值和现地水位数值等，通过短信内容可以判断现地广播系统是否停止预警和停止预警时的水位。现地主机对采集的相关数值进行逻辑判断，给后台主机回复特定指令，收到指令后，通过后台广播系统自动播出预制在后台主机中的语音内容，如：一号预警点停止预警。

在预警过程中，后台系统工作站和手机均可对现地主机发送指令，用于停止预警或采集相关数值。

现地预警系统采用市电和光伏发电双路电源供电，当市电故障时，光伏发电组开始供电，供电回路接有电源防雷器。

本发明中无线通信费用低廉，降低了使用成本，通信方式简单，降低了使用门槛，通信平台稳定可靠，降低了因地域偏僻，信号不稳而导致通信中断的风险；在实现远程语音警告的同时全面反馈和记录现场主要设备的状态、喇叭音量数值和水位数值，有利于管理者对预警过程和效果做出科学准确的判断；有效实现与闸门控制系统的即时自动联动，能够使预警时间更精准，同时避免人为操作的失误。

本发明是一种更为先进且具有很强实用性的泄洪预警及监控系统。

附图说明

附图1为基于gsm短信通信方式的泄洪预警及监控系统结构图。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于GSM短信通信方式的泄洪预警及监控系统,针对水库和水电站泄洪预警领域。采用GSM短信作为通信方式，通信成本低廉，方式简单，平台稳定可靠。在实现远程语音警告的同时全面反馈和记录现场主要设备的状态、喇叭音量数值和水位数值，有利于管理者对预警过程和效果做出科学准确的判断；实现了泄洪系统和预警系统即时自动联动，使预警时间更精准，同时避免人为操作的失误。本发明是一种更为先进且具有很强实用性的泄洪预警及监控系统。

技术研发人员：张全佩
受保护的技术使用者：南京诺优电气科技有限公司
技术研发日：2017.07.14
技术公布日：2019.01.22