水情及气象信息采集系统
据通信网具有先进的数据通信协议，确保系统具有自动信道侦听、碰撞检测、拥塞调度等功能；具有抵御外部干扰的手段，具有自动查错纠错功能，以保证数据通信误码率小于10-6，数据畅通率达到98%以上。 5) 传感器分辨率：雨量0.2mm。
6) 数据收集速度：5分钟内能完成一次全系统的数据收集。固态存储：水位能采集
存储10分钟为间隔的变化数据；雨量能采集存储0.2㎜变化量的雨量数据。 7) 系统各站采用浮充蓄电池供电方式，保证连续15天阴雨天（或停电）条件下正
常供电。
8) 系统运行维护方便简单。
3.4遥测站功能
系统遥测站在RTU的控制下，采集和长期本地存储信息，并按约定标准格式向上报送信息，利用GPRS主信道和短信备用信道向所属分中心报送情报信息，可以接收所属水情分中心的指令，完成调整参数、召测、下载历史资料等任务。具体有以下几点。
1、采集方式
雨量采集采用翻斗式雨量观测设备，精度为 0.2mm。工作时，降水进入环口控制面积，由集水器汇拢后，通过进水漏斗进入翻斗；当计量到一定水量时，翻斗翻转，翻斗上的磁石吸合或释放翻斗旁的干簧管，产生一个通断信号，该信号进入终端机进行累加计算，以数字代码形式发射。故障的检测信息能够分离，不进入固态储存器。
2、报送方式
遥测站采用自报式、查询－应答式兼容的混合式工作体制。并可在自报数据连通的时刻或每天固定的时段开机，随时响应分中心前置机的远程操作指令。即使采用纯自报式方式，也具有自动确认机制，即当自动水位雨量站根据被测参数的增量变化或定时时间，自动采集并报送数据给中心后，能够自动接收到来自数据通信网通信协议的确认信号，以确认本次数据通信准确无误；若报汛站在给定时间内未接收到应答确认，则能够自动重发。
1）自报：
自报式：根据量级和需求由中心设定自报时间，在报汛站设备控制下采用增量自报和定时自报相结合。
增量自报：每当被测的水文参数发生一个规定的增减量变化时（如雨量增加1mm，且
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与上次发送数据时间间隔大于规定的值 <一般为 5 Min ，防浪> ）即自动向中心发送一次数据；
定时自报：每隔一定时间间隔，不管参数有无变化，即采集和报送一次数据，分中心的数据接收设备始终处于值守状态。
2）查询-应答式：由中心设定自动定时巡测或随机召测，报汛站有条件自动响应，当报汛站接受分中心的查询（召测），能实时采集水文数据并发送给分中心。定时自动巡测的时间间隔，可根据数据处理和预报作业的需要。
这种工作体制的实现主要是由RTU来控制进行，各种发报的控制参数和门坎都可以由分中心随时进行远程设定。其形式是由分中心上位机监控程序或FIU通过FIU利用通信信道或来设定和管理所属的遥测站，进行RTU内部软件设定、更改报送方式、查询遥测站状态和改变参数设置（比如起报门阀值、时钟校正等）。
3）混合式：由自报式和查询一应答式两种工作制式的报汛站组成的系统为混合式系统。
本系统能够通过软件设置支持上述功能数据传输体制，无需修改硬件，能够自动或根据中心指令增减传送数据频度。
3、存储与数据下载
遥测站的RTU自身集成了本地固态存储器，容量4M，能够实时纪录自动采集数据2年，记录的数据能够满足水文资料整编的要求，根据不同的站点确保纪录二年的数据量。水文参数固态存储是水文系统重要的业务手段。国家防汛指挥系统水情分中心的项目建设指导书中，已明确要求将水文数据在站存储和水文数据多信道传输列为系统建设的必备内容。根据SL61-2003规范的规定，根据国家防汛指挥系统水情分中心建设项目设计指导书的要求，在遥测站配备数据在站存储模块有重要性和必要性，并提出在水文遥测终端RTU内集成固态存储应用模块的基本设计原则和设计思路。
我所设计水文参数固态存储的方式：以FLASH ROM作为数据存储的载体。支持雨量和水位数据以及其他采集信息的固态存储。水位、雨量存储10分钟为间隔的变化数据；雨量存储0.2㎜变化量的雨量数据。数据存储在非易失性存储器中，数据可以进行压缩，也可以不压缩。数据存储容量可以保存24个月的数据采集信息存储，数据记满后将循环记录，保留最近的数据，覆盖掉以前老的数据。支持PC的本地或远程控制指令进行数据提取。数据提取方式为批量提取：本地下载数据时，通过RS-232接口本地获取存储器中
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的数据，在PC中形成数据文件。远程下载数据时，PC通过GPRS方式远地获取存储器中的数据，形成数据文件。下载时段由上位机下载模块设定。下载完毕，PC可向模块发出总清除命令从头开始或继续接续存储，该命令需确认，以免误删数据。
4、管理及其他
具有本地实时水文参数数据显示、参数设置修改功能、人工置数功能，在传感设备故障时可以人工置入其它自动采集的水情数据。
具有远程修改测站参数和时钟校正的功能。
自动站设备功耗低，采用蓄电池组和太阳能电池板，保证在连续阴雨15天内正常供电。
自动站对中心站下达的指令均给予确认，保证中心站RTU运行状态与遥测站状态一致。自动站每天在固定的时段可将RTU处于开机状态以便随时接收指令；在自动站发报后等待回执的过程中，还可以接收中心站的指令，并执行相应的操作。
具有分析记录报送天气阴雨睛、水位涨落平峰的功能。
1) 水文遥测站的RTU有外接LCD显示屏，具有本地显示实时水文参数、时钟校正、
监测参数设置和修改功能，当传感器发生故障时，可以由人工通过RTU自带的键盘进行人工置数的方式置入人工采集的水情数据。
2) 利用信息接收系统监控软件实现远程修改测站参数和时钟校正的功能。遥测站对
分中心所下达的指令能给予确认，以保证分中心站监控软件运行状态与遥测站状态一致。
3) RTU和通信模块平时处于值守状态以节约用电，采用休眠唤醒机制，也能由分中
心站指令唤醒。
4) 具备超限报警功能和自检功能，设备定时自检，并将设备工作状态发送出去。 5、通信信道和信道切换
本项目采用GPRS（GSM）作为数据通讯主信道，当主信道出现故障时，RTU能够自动切换到短信信道进行数据传输。
6、节电措施
遥测站点有不少是无人看管，采用蓄电池供电，因此在完成所有的功能基础上，要采用积极的节电措施。遥测站采用蓄电池组和太阳能电池板或交流电浮充方式可长期工作，在连续阴雨15天以上时仍能有效的工作。我方设计的遥测站主要有以下几点节电措施：
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1) RTU本身为低功耗设备，工作时功耗（不含通讯模块）小于20mA，休眠值守时
功耗仅2mA；
2) RTU设备支持休眠-唤醒方案，使RTU值守时总处于休眠状态，同时RTU还能控
制测站其他设备的供电关闭和开启，使整个遥测站达到最低功耗状态； 3) 提供在板供电管理技术，能够通过灵活的编程和设置，是出于工作状态下的RTU
仅为与当前操作有关的电路部分加电，，以达到降低遥测站操作期间功耗的目的。 7、报文标识
RTU对发送的GSM报文、GPRS报文人工置数报文等各信道报文设有不同的标志位。每种信道报文还按正常报文、人工置数、调试置数（系统安装调试或维护维修时随机输入的数据）、告警信息等分别加注明显标示，便中心对数据的分类、入库和处理。
8、多信道兼容
考虑到以后系统扩展的可能，当前GPRS、GSM通信的优越性，我方设计的遥测系统同时兼容GPRS、GSM通讯方式，RTU内部软件也是支持GPRS、GSM的数据编码和发送，另外我方所选用的通讯模块同时支持其他的通讯方式。
9 信源编码和信道编码
信源编码(传感器),采用格雷码或带奇偶校验的二—十进制码(BCD)。
信道编码采用抗干扰编码,以发现和纠正在传输中产生的错码。如汉明码(BCH)、循环冗余校验CRC等。
10、遥测站能在恶劣的天气环境下和无人职守情况下正常运行，RTU可靠性MTBF＞87600小时。
11、具有数据人工置入和直观现场显示功能。以便在特殊情况下采用。遥测站可采用“人工置数”可将人工测量参数（如水位、流量、蒸发、水温、气温）通过人工置数方式发送给中心；可设置参数：现场设置本站站号、水位基值、雨量初值参数。同时显示这些参数及蓄电池当前电压状态、日期和时间等。
12、为有效的防止雷电的破坏及外部电磁信号的影响，报汛站数据采集终端设备RTU的所有外部接口具有光电隔离能力。
13、遥测站采用压缩的远程数据存储和优化提取方案，针对以前系统雨量传输5分钟为间隔包传输中存在无降雨的无效0数据，传输中自动删除，提高传输效率，降低传输费用。
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3.5遥测站结构和设备组成
遥测站设备主要包括：遥测数据采集终端（RTU）、传感器（根据测量参数需要可能包括雨量、水位计等传感器等）、人工置数仪、通信设备（GPRS模块）、供电系统（太阳能电池-蓄电池、太阳能充电保护控制器）。遥测站（以太阳能供电的雨量水位站为例）结构框图如下所示：
图3.1遥测站设备组成结构图
3.6设备主要选型
遥测设备选型的原则是：具有系统所要求的各项功能，满足系统的技术指标；符合国家相关专业标准；选择设计定型的，经过长期应用考核证明是稳定可靠的产品；选用优质品；选用低功耗的产品；有一定的安全保障措施，能防止一般的破坏，在无人值守和就近管理相结合的条件下，保证整个系统长期稳定运行；各项指标符合本系统设计遵循的标准和要求。
3.6.1遥测终端机
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