基于 PDA 的小水电站安全核查数据采集系统

0 引言
随着老电站数量的逐年增多，安全生产隐患日益 突出，为进一步摸清小水电工程的安全状况及存在的 问题，需要对小水电工程的基础属性、运行管理现 状、安全隐患等情况，进行调查、收集，并对核查资 料进行整编、校核、录入、汇总及上报，建立小水电 站数据库。从 2009 年 7 月开始，广东省水利厅在全 省组织开展小水电站的核查工作，由1 000 多名专家 和学生深入全省 9 000 多个电站现场采集数据。这些 电站分布于全省 21 个地市，具有点多，面广，位置 偏等特点，核查工作任务重，难度大，时间紧，按照 常规方法难以完成此项工作，需要利用先进信息采集 技术为核查提供必需的技术支撑。
络正常时上传到服务器数据库中。 PDA 数据信息采集终端界面如图 2 所示。
2 系统设计
本系统的目标是借助本系统，现场核查人员能 在核查现场进行核查信息的实时录入，并将核查和 小水电站位置的信息实时存入远程服务器，供局域 网工作人员方便快捷地进行小水电站信息的管理维 护。与此同时，内网信息或监控中心发出的指令则 通过内外网回路，传递到核查现场，对现场核查进 行监督和调控，形成完整的自动化数据流。为实现 无阻隔，反应迅速的数据链路，现场核查终端采用 PDA 结合 GPS 定位模块，现场核查结果和位置信 息，利用 GPRS 服务将远程的核查结果和位置信息 传输到服务端。采用 B/S 模式的信息控制端，共享 这些信息。系统网络结构如图 1 所示。
首先建立网络库，网络库包含网络库接口和网 络协议栈 2 个部分，网络接口提供一系列建立、打 开、关闭等 Sockets API 函数；网络协议栈在操作系
收稿日期：2010-12-25 作者简介：王红旗（1972－），男，安徽巢湖人，高级工程师，从事水利水电工程管理工作。
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增刊 2011年9月
水利信息化 Water Resources Informatization
Sep.,2011
基于 PDA 的小水电站安全核查数据采集系统
王红旗
（广东省飞来峡水利枢纽管理处，广东 清远 511825）
摘 要：常规方法采集小水电站数据不仅效率低，及时性差，且不能获得 GPS、工程图片等信息，为此利用 PDA 直接采集电站属性和空间数据，设计了基于 GPS，PDA 及 GPRS 通信技术的水电站安全核查数据采集系统。介绍 在 WindowsCE 操作系统的环境下利用 PDA 实现网络通信时，选用网络库来实现 PDA 和局域网数据库服务器的通 信，分析 PDA 终端软件结构和后台支撑系统结构设计，提出硬件设备选型要求。移动安全核查系统在广东省小 水电核查工作中成功应用，大大提高了安全核查素具采集的效率和准确性。 关键词：PDA；小水电站；安全核查；核查系统；数据采集 中图分类号：TV742 文献标识码：A 文章编号：1674-9405(2011)增刊-0045-03
应用 数据库 Web 服务器 服务器 服务器
核查人员 移动 基站
Internet
核查人员 移动 基站
核查人员 移动 基站
监控站 监控站 图 1 系统网络结构
在移动安全核查系统进行正常运转前，先从数 据库中下载配置信息，进行 PDA 系统中的核查任 务ห้องสมุดไป่ตู้人员、目标等资料的下载。如果 PDA 能在当地 无线网络下正常运转，在现场就能将 GPS 定位信息 和现场核查等信息实时上传到远程数据库；如果当 地网络不能正常运行，PDA 系统会将核查和定位信 息以文件形式保存到本地存储卡中，事后当移动网
安全核查的运行设备，设计了小水电站移动安全核 查数据采集系统（以下简称移动安全核查系统）。
移动安全核查系统，利用 PDA 可以直接采集电 站属性和空间数据，使核查工作既能够省时省工， 又能降低劳动强度和提高工作效率，实现内外一体 化的作业模式。
1 实现原理
在 WindowsCE 操作系统的环境下利用 PDA 实 现网络通信时，有 2 个不同的 WindowsCE 库可以为 应用程序提供网络服务，一个是网络库，利用 TCP 和 UDP 协议．采用套接字 Socket 原语的 API 函数 提供基本网络服务；另一个是互联网库，建立在网 络库之上，为高层 Interact 协议（例如 HTTP）提供 类 Socket 的 API 函数。由于网络库允许 WindowsCE 的应用程序较容易和互联网上的其他机器建立连 接，并且利用标准 TCP/IP 协议接收、发送其他机器 的数据，所以选用网络库来实现 PDA 和局域网数据 库服务器的通信。
图 2 PDA 数据信息采集终端界面
水电站移动安全核查系统面向电站核查、技术 保障人员。具体技术方案流程如图 3 所示。
打开 GPS
根据市县选择核查站点 继
续
采
输入核查数据
集
是 是否继续采集
否 采集结束
BS 核查 信息管理 软件进行
管理
是否上传 否
结束
是 连接应用 服务器
封装当前 采集信息， 加密处理 保证安全
PDA 设备具有轻巧，便于携带，操作方便， 液晶屏幕显示效果较好，内置 GPS，在户外作业时 能够精确对站点进行定位；基于Windows mobile 系 统，具有易用性和强大的扩展能力，软件升级方 便，可维护强，可以无线通信等诸多优点。最 新 PDA 手机集移动电话、PDA 和网络等功能于一 体。同时，其超大高画质显示屏，具有体积小、重 量轻等特点，令使用者使用更轻松，非常适合作为 GIS 的外业数据采集设备 [1]。为此，选择 PDA 作为
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统中作为独立的任务运行，在该任务中，TCP/IP 协 议运行，并且从网络设备驱动程序中接收数据包。 利用网络协议栈，网络库接口可以通过操作系统的 邮件箱队列进行通信。
网络协议栈作为独立任务运行有以下优点： 1）即使应用程序当前比较忙，操作系统还能够 从网络协议栈中处理从网络中接收的数据包； 2）当某个应用程序由于等待网络数据到达而阻 塞时，网络协议栈能继续处理其它应用程序的申请。