精品文檔西安郵電學院 畢 業 設 計（論 文）題 目： 單片機在水位遠程檢測系統中的應用院 （系）： 專 業： 班 級： 學生姓名： 導師姓名： 職稱： 目錄：1. 標題32. 摘要，關鍵詞33. 引言34. 正文41) 水位的檢測及顯示系統42) 水位遠程檢測系統硬件組成5 21 微控制器 6 22 GSM無線短信芯片8 2. 3 系統硬件接口連接 93) 水位數據無線傳輸的軟件實現14 31 數據包格式 14 32 命令集 154) 系統應用拓展17 51 系統優點 17 52 應用拓展 185) 結束語205. 參考文獻20單片機在水位遠程檢測系統中的應用周強南京信息工程大學通信工程專業，南京210044摘 要：本文介紹一種利用單片機及GSM無線收發模塊構成的水位顯示及遠程檢測系統。在系統中，設計一種簡易的水位檢測方法以測得水位的狀況，通過單片機顯示系統在水位現場以LED的方式顯示出來，并通過與之相連的GSM模塊將水位信息以一種無線的方式發送給遠程終端，起到檢測的作用。另一方面，本文還介紹了此系統在現階段的防洪，汛期水位檢測中的運用。其覆蓋范圍廣，成本低廉，實現方便的特點，完全可以替代現有廣域水位檢測以及警報系統，保證廣大人民群眾生命和財產的安全。關鍵詞：GSM GSl00 AT89C2051 串口通信 遠程檢測 如大家所知，供水系統中的水塔和高位水池等設備由于所處地勢高，人員上下極為不便，有時水即將用完也不知道，造成需用水時卻無水可用的情況。此外，在向池中注入水的過程中，由于不知道水位的情況，也就無法控制注水量的多少，這會嚴重影響正常的工作效率。為此，需要對水位進行自動顯示、監測和報警。傳統的水位檢測系統一般通過有線方式與監控中心取得聯系，這種方式不但維護起來困難，需要專門人員進行維護調控，而且在很大程度上限制了其在時空上的拓展性，而內部架設的無線網絡成本又極高。采用GSM模塊與單片機構成的系統則能利用現有GSM網絡的覆蓋范圍以及單片機的通用性，能有效節約成本。通過單片機的并行I0口可以很方便的實現實時水位的顯示功能?，F有的GSM網絡在全國范圍內實現了聯網和漫游，具有網絡能力強的特點，用戶無需另外組網，在極大提高網絡覆蓋范圍的同時為客戶節省了昂貴的建網成本和維護費用。當采用GSM模塊時，相比碼分多址技術，目前基于時分多址技術的移動通信體制是最成熟、最完善、應用最廣的一種系統。我國目前已經建成覆蓋全國的GSM數字蜂窩移動通信網，可以通過其實現遠程終端監控和報警的功能。下圖為數傳電臺組網與GSM短信模塊組網的比較。在數據量較大、網絡覆蓋范圍小于15KM、要求系統響應時間的應用中使用數傳模塊組網 從經濟性及實現的難易程度上看較有優勢。在要求網絡覆蓋范圍大于15KM以上、數據量很小的應用中使用GSM短信模塊組網 從經濟性及實現的難易程度上看較有優勢。數傳電臺組網GSM短信模塊組網比較組網形式自建網絡，一般采用一個中心站的大區制。一般受無線電管理及經費的限制，網絡覆蓋范圍小于30公里，在使用一個中心站的情況下，作用半徑內有通信死角。使用GSM公眾網，蜂窩制式。在城市及人口有一定密集的區域，GSM網絡幾乎能全面覆蓋。網絡覆蓋區域很少有死角。GSM模塊網絡覆蓋范圍大組網費用費用主要包括主臺天線，饋線，天線支撐架。終端天線，饋線，天線支撐架。無組網費用。GSM模塊無組網費用組網難度有一定難度。使用公網。GSM模塊無需組網。終端費用5W電臺相當于GSM模塊價格。功率加大費用增加。終端價格與網絡范圍無關，5W電臺相當于GSM模塊價格。在網絡范圍大于10KM時，數傳電臺終端價格大于GSM模塊價格。在1-2KM時數傳電臺終端價格小于GSM模塊。使用費用每個分臺每年應向當地無線電關系部門交納頻率占用費。費用與通信數據量無關。每發送一次數據向GSM網絡運營商交納短信費。每次發送字節數不大于140字節。費用與通信數據量相關。一般來說數傳電臺組網費用較低。數據速率一般使用1200bit/s，9600bit/s受每次發送字節數不大于140字節及GSM網絡管理的限制，實際速率不會超過1200bit/s。數傳電臺速率較高。系統響應時間終端響應時間小于200MS與GSM網絡及發送的時間有關，不可控。一般為若干秒。數傳電臺系統響應時間較快。1 水位的測試及顯示系統 一般的實際使用中，水位的測試通常有兩種方法：超聲波水位探測儀和干簧管式水位顯示儀。這兩種方法雖然可行但不切實際，應用起來成本過高，實現起來非常復雜，同時也不易維護。本文結合了現階段通用的一些技術，設計了一種簡單易用，并且成本低廉的水位檢測系統。 該水位檢測部分由絕緣支架、電極、導管和浮球幾部分構成，如圖1所示。浮子由1個直徑15 cm的不銹鋼球與1根長105 cm、外徑15 mm的不銹鋼管焊接而成。導管是一根外徑20 mm、內徑17 mm的PVC塑料管。支架由長80 cm的電工導軌制作而成。其余部分安裝在1個長25 cm、寬20 cm、厚5 cm的塑料盒內。而水位檢測顯示系統則由水位測試系統、單片機的并行I0口、電阻、電源以及LED發光二極管共同組成，如圖2所示。電極K1、K2和K3的另一端分別與單片機的并行IC口P11、P12和P13相連，而對應的lO口則通過電阻串聯到LED上接電源的正極。當水位達到水滿位置時，此時因為水的導電作用，電極開關K1、K2和K3都導通，相應Pl口接地置低，3個發光二極管都點亮；當水位達到正常水位時，K2和K3導通，而K1斷開，相應P12和P13置低，2個二極管點亮;當水位達到缺水位置時，此時只有K3導通，對應只有LED3被點亮。所以根據二極管燈點亮的個數的顯示，工作人員在現場給水池注水時，就能很清楚的知道現場水位的狀況，這樣就能夠正確的注水，而不會出現文章開頭出現的狀況。如圖一：當水位到達K1 時，水池中的已經接近滿的狀態。此時，因水接觸K1 ，K2 ，K3 ，使之導通，于是K1 ，K2 ，K3 電極所連接的LED1，LED2，LED3，都被點亮，從而可以很直觀的報告水池中的水位已滿。如圖2。但這僅僅局限于工作人員在場的情況下可知。我們今天所要解決的是遠程的水位監控，所以接下來就要用到單片機，AT89C2051。2 水位遠程檢測系統硬件組成 不過上面制作的系統，只有工作人員在水位顯示裝置前才能得知水位情況，依然需要專門人員定時進行察看以及檢測，遇到工作人員不在的特殊情況，或系統異常時，此系統便無法應對。所以下面，本文就要設計一個簡單，可以遠程檢測并控制的水位遠程檢測系統。水位遠程檢測系統實際是一個無線數據的收發系統。該系統主要是通過現有的移動通信網絡來實現無線數據的傳送，相比專用無線網絡，此系統架設以及維護成本都比較低廉，實現起來也很方便。此系統主要由兩部分組成，即微控制器芯片89C2051和GSM無線短信芯片G100A。21 微控制器 微控制器采用Atrnel公司推出的一種小型單片機89C2051，95年出現在中國市場。其主要特點為采用Flash存貯器技術，降低了制造成本，其軟件、硬件與MCS-51完全兼容，可以很快被中國廣大用戶接受，其程序的電可擦寫特性，使得開發與試驗比較容易。 其內有2 KB的Flash程序存儲器和128 B的片內RAM。89C2051共20引腳，其中P1口8腳（圖1），可以作為一般的準雙向端口，在引腳的驅動能力上，具有很強的下拉能力。89C2051有很寬的工作電源電壓，可為2.76V,當工作在3V時，電流相當于6V工作時的1/4。89C2051工作于12Hz時，動態電流為5.5mA，空閑態為1mA,掉電態僅為20nA。這樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統。我們這里使用的AT89C2051單片機，如上圖。其內部電路圖如下圖：當水池水位已滿時，P1.1 ，P1.2 ，P1.3 ，都高電平。在AT89C2051中，P1口是一組8位雙向I/O口，P1.2-P1.7提供內部上拉電阻，P1.0和P1.1內務上拉電阻，主要是考慮它們分別是內部精密比較器的同相輸入端（AIN0）和反相輸入端（AIN1），如果需要應在外部接上拉電阻。P1 口輸出緩沖器和吸收20mA電流并可直接驅動LED。當P1 口引腳寫入“1”時可作輸入端，當引腳P1.2-P1.7用作輸入并被外部拉低時，它們將因內部的上拉電阻而輸出電流（L1L）。P1 口還在FLASH閃速編程及程序校驗時接受代碼數據。RST口為復位輸入，RST引腳一旦變為兩個極其周期以上的高電平，所有I/O口都將復位到“1”（高電平）狀態，當振蕩器正在工作時，持續兩個極其周期以上的高電平便可完成復位，每個機器周期為12個振蕩時鐘周期。所以，此端口作用為工作過程中的復位。4和5 是XTAL1引腳和XTAL2引腳。如圖：其中XTAL1引腳為振蕩器反相放大器的及內部時鐘發生器的輸入端。XTAL2為振蕩器反相放大器的輸入端。圖3中時鐘振蕩器為內部振蕩電路,采用的是石英晶體振蕩器組成時鐘振蕩器。C2，C3=30pf+-10pF。VCC輸入端接+5V電壓，GND接地。22 GSM無線短信芯片 GSM無線短信模塊G100A是由北京捷麥公司推出的，該模塊采用全SMT組裝，工藝先進、可靠性高，工作電壓范圍為515 v。工業級產品設計，工作溫度范圍寬，可適合野外工作。全封閉鋁合金外殼，抗干擾能力強。其內置的德國西門子公司GSM模塊Tc35使得模塊操作簡單，無須學習復雜的GSM模塊AT指令集。G100A的串口具有TTL、RS232和RS485半雙工三種形式，標準配置為RS232。G100A框圖23 系統硬件接口連接 整個水位遠程檢測系統由上位機和下位機構成，其中上位機主要是指移動終端即手機，而下位機是由GSM無線收發模塊及與其相連的單片機構成，其電路連接原理圖如圖3所示。下位機安裝在水池附近，而微控制器C2051與G100A之間是通過三線制串口（RS232）相連的，即TX、RX和GND三條線，圖3中以網絡標號相連。由于各自的工作電壓不太一樣，在這里采用電平轉換芯片MAX3232以實現電平轉換，它是Maxim 公司專門為與低壓微控制器芯片接口推出的，外圍電路簡單，工作可靠，用于把單片機串口的TTL電平轉換成RS232電平。TTL電路是晶體管-晶體管邏輯電路的英文縮寫（Transistor Transistor Logic），是數字集成電路的一大門類。它采用雙極型工藝制造，具有高速度低功耗和品種多等特點。從六十年代開發成功第一代產品以來現有以下幾代產品。第一代TTL包括SN54/74系列，（其中54系列工作溫度為-55+125，74系列工作溫度為0+75)，低功耗系列簡稱lttl，高速系列簡稱HTTL。第二代TTL包括肖特基箝位系列（STTL)和低功耗肖特基系列（LSTTL）。第三代為采用等平面工藝制造的先進的STTL(ASTTL)和先進的低功耗STTL（ALSTTL）。由于LSTTL和ALSTTL的電路延時功耗積較小，STTL和ASTTL速度很快，因此獲得了廣泛的應用。下面為各類TTL門電路的基本性能：電路類型TTL數字集成電路約有400多個品種，大致可以分為以下幾類：門電路譯碼器/驅動器觸發器計數器移位寄存器單穩、雙穩電路和多諧振蕩器加法器、乘法器奇偶校驗器碼制轉換器線驅動器/線接收器多路開關存儲器特性曲線電壓傳輸特性：TTL與非門電壓傳輸特性LSTTL與非門電壓傳輸特性瞬態特性由于寄生電容和晶體管載流子的存儲效應的存在，輸入和輸出波形如右圖。存在四個時間常數td,tf,ts和tr。延遲時間td下降時間tf存儲時間ts上升時間tr基本單元“與非門”常用電路形式四管單元 五管單元 六管單元主要封裝形式，雙列直插；扁平封裝。計算機與計算機或計算機與終端之間的數據傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程 傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標準接口，使不同的設備可以方便地連接起來進行通訊。RS -232-C接口（又稱EIARS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業協會（EIA）聯合貝爾系統、調 制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用于串行通訊的標準。它的全名是“數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間串行二進制數據交 換接口技術標準”該標準規定采用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規定，還對各種信號的電平加以規定。 （1）接口的信號內容實際上RS-232-C的25條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用3-9條引線。RS-232-C最常用的9條引線的信號內容見附表1所示 （2）接口的電氣特性在RS-232-C中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關系。即：邏輯“1”，-5-15V；邏輯“0”+5+15V。噪聲容限為2V。即要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯“0”，高到-3V的信號作為邏輯“1”附表1（3）接口的物理結構RS-232-C接口連接器一般使用型號為DB-25的25芯插頭座,通常插頭在DCE端,插座在DTE端.一些設備與PC機 連接的RS-232-C接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線,即“發送數據”、“接收數據”和“信號地”。所以采用DB-9的9芯插頭 座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。 （4）傳輸電纜長度由RS-232C標準規定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長度應為50英尺，其實這個4%的碼元畸變是很保守的，在 實際應用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠超過50英尺，美國DEC公司曾規定允許碼元畸變為 10%而得出附表2的實驗結果。其中1號電纜為屏蔽電纜，型號為DECP.NO.9107723內有三對雙絞線，每對由22#AWG組成，其外覆 以屏蔽網。2號電纜為不帶屏蔽的電纜。型號為DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯電纜。附表2為DEC公司的實驗結果。附表2單片機的并行IO口，通過網絡標號P11、P12和P13分別與水位測試系統中的電極按鍵K1、K2和K3的一端相連。當水位處在不同狀態時，由于按鍵K的作用使得對應的P11、Pl2和P13電平的狀態也不一致。這樣就可以通過檢測P1口的狀態，將其狀態以短消息的形式由GSM短信模塊發送出去，手機終端收到短信后就可以判斷水位的狀態。這樣就完成了水位的遠程檢測功能。實際使用過程中，通過P1端口的電平狀態，如P1.1，P1.2，P1.3，都是高點平，AT89C2051通過三線制串口，RS232與G100A，GSM無線網絡模塊相連，即TX，RX，GND。由于工作電壓不同，需要用到MAX3232實現電平轉換。轉換后的電壓適用于G100A無線模塊。RS-232-C接口采用的是串行通訊方式。串行接口使用線路少，成本低，特別適用于遠程傳輸。其中TXD為 DTE（數據終端設備）DCE（數據通信設備），發送串行數據；RXD為 DTE（數據終端設備）DCE（數據通信設備），接受串行數據。該標準規定采用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規定，還對各種信號的電平加以規定。但一些設備與PC機 連接的RS-232-C接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線,即“發送數據”、“接收數據”和“信號地”。按照圖3所示，把線路接好后，當水位滿，P1.1，P1.2，P1.3全部高點平，（TXD）P3.1輸出串行數據，（RXD）P3.0接受串行數據。接上MAX3232芯片，（TXD）P3.1接上T2IN，（RXD）P3.0接上R2OUT。通過MAX3232的電壓轉換。MAX3232中的T2OUT接上G100A的RXD1，向GSM模塊輸入串行信號。R2IN接上G100A的TXD1，接受GSM模塊傳回的串行信號。3 水位數據無線傳輸的軟件實現 由于G100A型GSM數傳模塊采用的是三線制串口即TX、RX和GND三條線，故它們之間的數據傳輸遵循串行數據的格式，其傳輸數據格式為：1個起始位、8個數據位和1個停止位，且無校驗(即5l系列單片機串行通信的方式1)。串口速率為固定的9600 bps。單片機將采集到的水位信息即P11、P12和P13的置零狀態通過串口傳送給GSM模塊，當GSM模塊收到遠程上位機發送過來的請求得到水位信息后，它就相應的按照某種固定的數據格式將水位信息發送到終端上。 GSM數據發送和接收的過程中沒有其他任何握手和數據流控制線，只需按照G100A型GSM數傳模塊所要求的數據傳送格式即可。 GSM短信模塊G100A是用GSM模塊的短信息功能來傳輸數據的，所以在使用它傳輸數據時要用到電話號碼。數據包中用6個8位二進制字節表示電話號碼，每個字節中的高4位和低4位均用BCD碼表示l位十進制的電話號碼，這樣每個字節可表示兩位電話號碼，所以6個字節總共可表示12位電話號碼。因為現行的電話號碼均為11位，而6字節能表示12位十進制的BCD數，所以在傳輸數據表示電話號碼時要在電話號碼的前面補0以湊足12位。假設電話號碼轉換成6字節BCD碼后變為01H 35H 84H 00H 24H 62H。31 數據包格式無論是數據還是命令都用下面的格式來表示：D7H控制字節信息不管是命令還是數據，都有一個包頭D7H，接著就是一個控制字節。本模塊規定：當控制字節大于147時，數據包為命令，否則就為數據。比如命令D7H FFH參數，D7H為包頭，FFH為控制字節，因FFH147，故參數為命令字節。模塊就是靠數據包的第二個字節來識別發給它的信息是命令信息還是數據信息的。如下圖所示。字節位置第一字節第二字節第三字節-第八字節第九字節以后字段名稱字頭控制碼地址數據發送數據時D7H發送數據140目的電話號碼短信內容接受數據時D7H接受數據140發送用戶數據的格式 根據數據包格式，發送用戶數據格式如下：D7控制字節=UDLSTAUD其中，UDL表示要發送的除包頭D7H以外總的數據長度，包括STA、UD和它本身的字節長度。STA和UDL的字節長度一般是固定的，為l+6=7字節。STA為接收方的電話號碼，即目的地址，號碼需要進行格式轉換。UD表示要發送的有效數據，其總長度不大于140字節，因為短信息的數據長度不能超過140字節。 假設要發送OOH、11H、22H、331H、44H和55H，共6個字節數據，接收方的電話號碼(目的地址)UDL=ODH(13個字節)，STA：01H 35H 84H 00H 24H 62H，UD=OOH 1lH 22H 33H 44H 55H,發送格式如下：D7H0DH01H35H84H00H24H62H00H11H22H33H44H55H接收用戶數據的格式 接收用戶數據格式如下：D7控制字節=UDLSOAUD與發送用戶數據格式不同的是SOA，它是發送方的電話號碼，即源地址。 假設收到上面發送來的OOH、11H、22H、33H、44H和55H,共6字節數據，發送方的電話號碼(源地址)UDL=0DH(13個字節)，SOA=O1H 39H 20H 85H 57H 95H，UD=OOH 11H 22FI 33H 44H 55H,接收到的數據格式如下：D7H0DH01H39H20H85H57H95H00H11H22H33H44H55H32 命令集 GIOOA型GSM數傳模塊含有豐富的命令，通過對不同命令的操作來實現數據的正確收發過程，其命令集如表1所列。格式方向功能D7H FDH模塊-上位機模塊已工作。上電初始化完成后即返回此代碼D7H FEH上位機-模塊詢問模塊是否工作。初始化完成后任何時候用此命令詢問模塊，只要模塊工作正常，會立即返回D7H FDH，否則不返回任何命令碼D7H FAH模塊-上位機數據已經發送成功。由于網絡原因原因，發送相同的數據所需要的時間也是不相同，所以發送數據時，要等到數據發送的回應代碼（D7H FAH或D7H FCH）后再發送下一次數據D7H FCH模塊-上位機數據發送失敗，需要重新發送D7H ECH上位機-模塊詢問模塊的軟件版本D7H ECH模塊-上位機回答軟件版本。后跟八個字節的版本信息（ASCII碼）D7H FBH模塊-上位機模塊忙D7H FFH模塊-上位機數據實際長度與長度字節不符。如果數據實際長度小于長度字節所給的數據長度，則模塊會用此次數據的最后一個字節來彌補長度，繼續發送數據。如果數據的實際長度大于長度字節所給的數據長度，模塊會將多出的字節丟掉，并返回表示模塊忙的命令碼（D7H FBH）D7H FBH上位機-模塊系統復用實際使用過程忠，首先上電后模塊內的單片機對GSM信道單元進行初始化。初始化后的GSM信道單元向網絡進行登記并保持網絡連接。 發送短信時：上位機將要發送的短信通過串口接口按G100短信格式送接口電平轉換電路。接口電平轉換電路將上位機不同電平的信號轉換成TTL電平的串口 信號送模塊內的單片機MCU，單片機MCU將要發送的短信轉換成AT命令的格式送GSM信道單元,GSM信道單元將短信發給GSM網絡。接收短信時:GSM信道單元將接收到的短信以AT命令的格式送給單片機,單片機將短信以G100短信格式 通過接口電平轉換電路送給上位機。水位滿時，其格式無論是數據還是命令都是D7H；傳到我手機上，因我的手機號碼即目的地址，號碼需要進行格式轉換為12位十進制的BCD數，轉換后的數據為01H 35H 84H 00H 24H 62H。當水位滿，P1.1，P1.2，P1.3全部輸入高電平1 。則單片機輸出RS-232串行格式信號，由MAX3232轉換為TTL電平串口信號，送到G100A無線模塊中的單片機MCU中，單片機MCU將要發送的短信轉換成AT命令的格式送GSM信道單元,轉換后的BCD數為OOH 1lH 22H 33H 44H 55H。GSM信道單元將短信發給GSM網絡。手機上收到信息后，就以可以得知水位已滿的信息。4 系統應用拓展41 系統優點該系統的種種特點完全可以擴展到其他的領域使用，如長江水位的防汛工作。如果用戶想要了解長江的水位情況，只需要發送一個短信，就可以及時的了解水位狀況，而不需要親臨現場。相比其他遠程水位檢測系統，采用GSM短信模塊組網的檢測系統擁有以下優點。節約成本目前應用的水情自動測報系統一般都需要組建專門的通信網絡，覆蓋范圍大的可能還要加多級中繼，建設成本和建設周期相當大。而如果應用短消息業務來傳輸水情數據，只需要一個GSM的終端模塊就可以了，數據的傳輸和傳輸質量全由GSM網絡運營商來保證，可以節約建設成本和建設周期。短消息業務傳輸水情數據，由于電信部門的網絡相對水情系統是透明的，所以水情系統的網絡結構就變得簡單，這樣就便于自動測報網絡投入使用后的維護和維修工作，節約維護和維修成本以及網絡的運營成本。通信費用低廉。雖然利用短消息業務來實現水情自動測報系統的數據傳輸需要通信費用的缺點，但相對來說，它的通信費用是相當低廉的。綜合考慮整個工程的投入，那么用短消息業務實現數據傳輸的方式將能從工程的建設、維護、維修等各個方面節約下很多成本。提高系統的穩定性、靈活性、可靠性對于水情自動測報系統中的自動化通信設備來說，由于其所處的地理環境，防雷一直是一個十分頭痛的問題，即使增加了許多防雷設備和器件，這些設備還是經常遭雷擊。使用GSM通信網絡及短消息業務實現水情自動化測報省去了一些常用的通信設備，所以防雷問題也就不會那么突出。由于傳輸短消息的GSM通信網絡覆蓋全國，這可以使得水情自動測報的范圍也很大，遙測站的數目可任意擴充。對于一些覆蓋地域比較廣的水情自動測報系統來說，用短消息業務來傳輸水情數據就有更大的優勢。采用短消息傳輸后，通信信道的信噪比、誤碼率等通信的性能指標都可以由GSM網絡的性能指標和通信協議得到保證，可以免去很多數據傳輸過程中的數據校驗、檢錯、糾錯工作，數據通信的可靠性可以得到提高。42 應用拓展除了應用于固定遙測站的水文信息傳輸外，短消息業務作為移動通信網絡的通信業務之一，更能應用于迅測等流動水文遙測站的水文信息傳輸，而這一切的實現不需要增加任何通信設備。目前幾種通信方式的比較我國目前水情自動測報系統的通信方式主要有短波通信、衛星通信和超短波通信。短波通信的傳播距離較遠，受地形限制較少，但受電離層的影響，通信質量差和信道穩定性差，而且受氣候的影響大，在實際應用中很少采用。衛星通信的傳輸質量好，傳輸距離不受限制，覆蓋面積大，受地形、氣候的影響小，組網靈活，但衛星終端設備成本較高。另外，雖然系統采取按時收費，還依然有較高的使用成本，實際應用也不是很廣泛。超短波通信的信號傳輸比較穩定，質量較好，又具有一定的繞射能力，是我國目前水情自動測報系統中應用最多、技術上也較成熟的通信方式，但傳播距離較近，且受地形限制，在山地通信時需設置中繼站。GSM通信與GSM短消息業務GSM（Global Systemfor Mobile Communication）系統是目前基于時分多址技術的移動通信體制中最成熟、最完善、應用最廣的一種系統。我國目前已經建成覆蓋全國的GSM數字蜂窩移動通信網，提供多種業務，主要包括：話音業務、短信業務、數據業務。比較這三種業務可知，短消息業務（SMS）更適合于水情數據的傳輸。雖然短消息業務一次最多只能傳輸140個字符信息，但用于水情數據的傳輸已經完全可以滿足要求。GSM短消息業務分為2種：點對點短消息和短消息小區廣播業務。目前短消息小區廣播業務還沒有完全開放。點對點短消息業務能夠使GSM網絡的用戶可以接收或發送有限長度（不超過140個字節）的數字或文字信息，短消息的收發不影響通話。GSM的短消息業務利用信令信道傳輸，是GSM通信網絡特有的，它不用撥號建立連接，直接把要發的信息加上目的地址發送到短消息服務中心，由短消息服務中心再發送給最終的信宿。并且，如果傳送失敗，被叫方沒有回答確切消息，網絡會保留所傳消息，當發現被叫方能被叫通時消息能被重發，以確保被叫方準確接收。不僅在水情自動測報系統中，在其它任何領域的網絡通信中，采用簡潔、高效、合理的通信方式一直是追逐的焦點。而利用現有的已建成的公共通信網絡來快速、可靠的組建各種網絡應用也是各個領域通信方式發展的方向，水情自動測報系統也不例外。這樣可以省去組建專用網絡的巨大投入，只需要接入網絡的終端模塊就可以了。隨著GSM通訊協議的專用模塊的推出，使得GSM的各項業務的應用范圍已不僅僅應用于手機通信領域，也應用于其它領域的通信需求，而這些模塊都有易于開發的通訊接口和協議，這為短消息業務應用于水情測報系統的開發工作創造了很好的條件。對于水情自動測報系統來說，GSM系統通信是最值得利用的?；贕SM的水情自動測報系統水情遙測自動測報系統由多個遙測站和一個中心站組成。水情遙測系統中分部在各處的遙測站通過GSM網絡與中心站進行短消息傳輸，把遙測站測的水位、雨量等數據傳輸到中心站，再由中心站進行相關的處理。（）遙測站遙測站的組成框圖如圖1所示，主要由傳感器（雨量計、水位計）、遙測數傳儀、電源組成。由數傳儀控制采集雨量、水位等水文信息，通過GSM模塊向中心站發送包含這些水文信息的短消息。（） 中心站中心站組成框圖如圖2所示，由工業控制計算機控制GSM模塊接收各處遙測站的水文數據，再由中心站的其他設備或軟件進行處理。在數據服務器上采用Windows NT為服務器操作系統，以SQL Server為數據庫管理系統。在工業控制計算機的軟件設計采用Visual Basic和Visual C混合編程的方法。全中文的操作界面使得操作直觀、方便、靈活。遙測站與中心站之間是通過GSM通信系統來傳輸數據。由于GSM系統集中了現代信源編碼技術、信道編碼、交織、均衡技術、數字調制技術、話音編碼技術以及慢調頻技術，同時在系統中引入了大量計算機控制和管理，因而保證了數據傳輸的正確性、安全性和可靠性。結束語本簡易水位測試系統實用方便，系統通過水位的變化來控制與單片機I0口相連的LED變化，這種顯示效果可以很好的控制水位。在遠程檢測系統中，通過采用單片機的串口可以實時的將水位信息傳送給(GSM模塊。在無請求時，其水位信息暫存在單片機中，且不斷的更新水位信息。當用戶需要時，會根據用戶的需要自動的通過串口將最新的水位信息送給GSM模塊。由于GSM短信模塊采用G100A，使得無線數據的傳送變得極為容易，用戶操作起來也非常方便。并且在其拓展應用方面，以GSM通信系統的短消息傳輸遙測站與中心站之間的水文測量數據，無論在系統的穩定性、靈活性、可靠性，還是在網絡運行成本上都比現有的水情自動測報系統的通信系統具有很大的優勢，因而具有很廣泛的應用價值。除此以外，在汛期期間，中心站還可以以