水文自动测报系统课件：第1章 绪论
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
据传输过程中，线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率。 以波特(baud)为单位，表示调制器之间传输信号的速率。
1.3.3 通信形式
▪ 有线通信——各种电缆、波导管、光缆
▪ 无线通信——空间传播
无线电频段的划分
微波 300M～300GHz
波长 1mm～1m
超短波 30M～300MHz
波长 1～10m
江的黄龙滩水情遥测和洪水预报，防洪调度自动化系统。 4、1990年以后，推广应用阶段。
1.2 水文自动测报系统的结构和体制
1.2.1 系统结构 1、组成 ➢ 由遥测站、中继站（通信信道）、集合转发站、中心站组成。 2、任务 ▪ 遥测站——收集水文数据，按规定格式发报水文信息。 ▪ 中继站——中转遥测站的水文数据。 ▪ 集合转发站——接收处理若干个遥测站的数据，再打包转发
1.1.3 作用 1、进行洪水预报和水资源优化调度，减少水害损失， 提高
水资源的利用率。 2、水文工作的需要。 1.1.4 发展历史 1、70年代末，起步阶段，浙江省浦阳江流域。 2、1981年~1984年，引进阶段，长江流域汉江丹江口水库。 3、1985年~1989年，国产设备研制、定型阶段，长江流域汉
▪ 格雷码是循环码的一种，其定义是相邻二数码（十进制数） 的二进制编码中仅有一位发生变化。
十进制数字和格雷码对照
十进制 0 1 2 3 4 5 6 7
格雷码 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100
十进制 8 9 10 11 12 13 14 15
格雷码 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
3、混合式遥测站
▪ 既能自报又能应答的测站，称为混合式测站，亦称自报／ 应答兼容式测站。
▪ 特点： （1）兼有自报式测站测量水文参数实时性好和应答式测站人
工控制性能好的优点。 （2）功能齐全，适用于系统中的国家水文站和库区重要水位
站。 （3）工作方式灵活。
1.3 水文遥测信息传输的有关知识
1.3.1 数据、信息、信号和数制 1、数据、信息、信号
S 3.57 h1 h2 (km)
1.3.5 信道
▪ 信道是信号传输的通道，信道可以是传输线，也可以是自 由空间。
▪ 信道按传输信号类型分为： 模拟信道、数字信道
▪ 数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。 ▪ 模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。
2、查询—应答式遥测站
▪ 由中心站发出指令召测某遥测站后，该站即自动采集实时的 水文数据，发送给中心站，这样的测站叫查询—应答式测站。
▪ 特点： （1）人工控制性能好。 （2）应答式测站可以兼有通话功能。 （3）应答式测站是逐个回答中心站的查询命令的，数据不会
发生碰撞。 （4）测站电台的接收机要一直处于工作状态，测站功耗大。
到分中心站。 ▪ 中心站——收集各遥测站水文信息，处理并存储水文资料，
做出水情预报和防洪调度方案。
3、基本流程
1.2.2 系统体制
▪ 水文自动测报系统按通讯方式可分为： 超短波、短波、卫星、有线遥测系统
▪ 水文自动测报系统按工作体制可分为： 自报式、查询—应答式、混合式
1、自报式遥测站 ▪ 当测站的某一水文参数值发生一个计量单位变化(如雨量增加1mm，
▪ 这是一种通用的编码方式。它是将十进制数字中的每一位数用 二进制的方法进行编码，得到一组二进制数字代表一个十进制 数。
十进制 0 1 2 3 4
十进制和二进制转换
二进制
十进制
0000
5
0001
6
0010
7
0011
8
0100
9
二进制 0101 0110 0111 1000 1001
⑵ 格雷码（Gray Code）
1.3.2 信息量和传输率
计算信息量的单位：比特（bit），即一个二进制位。 ▪ 传输速率：单位时间内传输的构成代码的比特数bps或bit/s。
也就是通信线上传输信息的速度。 ▪ 信号速率（比特率）：单位时间内传输的二进制代码的有效
位数，以每秒多少比特计算bit/s(bps)。 ▪ 波特率（调制速率）：一种调制速率，也称波形速率。在数
水位变化±1cm)时，或达到设定的时间间隔时，遥测终端机即自 动采集、存储并发送数据。 ▪ 特点： （1）功耗低，值守电流小。 （2）实时性强。 （3）可靠性高，抗干扰能力强。 （4）可以兼有通话功能。 （5）自报式测站可以只配发射机，对应的中心站只配接收机。 （6）自报式测站由于发送数据是随机的，系统就存在数据碰撞的问 题。
▪ 主要参考书目：
1、水文自动测报系统应用技术 2、水文现代化与水文新技术 3、水文自动测报系统技术规范（SL61-2015） 4、水文仪器与水利水文自动化 5、水情自动测报技术基础及其应用
主要内容
第1章 绪 论 第2章 水文数据自动遥测 第3章 水文数据传输 第4章 中心站 第5章 水文自动测报系统的规划设计、鉴定验收与运行管理
➢ 数据：传递（携带）信息的实体。 ➢ 信息：是数据的内容或解释。 ➢ 信号：数据的物理表现形式（如：电压、光、磁
场强度），数据以信号的形式在介质中传播。 ➢ 信号形式：模拟信号和数字信号
2、数制
▪ 在水情测报中，传送水情信息的信号，一般采用二进制数字 信号，用这种数字信号形式来表示水情信息。
⑴ 自然二进制码（BCD码）（Binary Coded Decimal）
第1章 绪 论
1.1 概述
1.1.1 定义 ➢能够自动收集、传输和处理各种水文实时数
据的传感器、通信设备和接收处理装置的总 称。
1.1.2 应用 1、各省市、各流域机构的防汛指挥系统
2、水库（水电站）自动测报调度系统 3、供水计量（地区）系统 4、大坝安全监测系统 5、重点防洪地区及大型水利工程
短波 3M～30MHz
波长 10～100 m
中波 100K～1.5MHz
波长 200～3000m
1.3.4 无线电传播机理
▪ 超短波和微波均为视距传播，基本上是直线通信信道，其传 播主要受大气层及建筑物的影响。
1、无线电波在真空中自由空间传播 接收功率＝发射功率×天线增益/传播损耗
2、大气层折射 3、地面反射及其造成的干扰 4、无线电视距通信的Βιβλιοθήκη Baidu大距离
1.3.3 通信形式
▪ 有线通信——各种电缆、波导管、光缆
▪ 无线通信——空间传播
无线电频段的划分
微波 300M～300GHz
波长 1mm～1m
超短波 30M～300MHz
波长 1～10m
江的黄龙滩水情遥测和洪水预报，防洪调度自动化系统。 4、1990年以后，推广应用阶段。
1.2 水文自动测报系统的结构和体制
1.2.1 系统结构 1、组成 ➢ 由遥测站、中继站（通信信道）、集合转发站、中心站组成。 2、任务 ▪ 遥测站——收集水文数据，按规定格式发报水文信息。 ▪ 中继站——中转遥测站的水文数据。 ▪ 集合转发站——接收处理若干个遥测站的数据，再打包转发
1.1.3 作用 1、进行洪水预报和水资源优化调度，减少水害损失， 提高
水资源的利用率。 2、水文工作的需要。 1.1.4 发展历史 1、70年代末，起步阶段，浙江省浦阳江流域。 2、1981年~1984年，引进阶段，长江流域汉江丹江口水库。 3、1985年~1989年，国产设备研制、定型阶段，长江流域汉
▪ 格雷码是循环码的一种，其定义是相邻二数码（十进制数） 的二进制编码中仅有一位发生变化。
十进制数字和格雷码对照
十进制 0 1 2 3 4 5 6 7
格雷码 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100
十进制 8 9 10 11 12 13 14 15
格雷码 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
3、混合式遥测站
▪ 既能自报又能应答的测站，称为混合式测站，亦称自报／ 应答兼容式测站。
▪ 特点： （1）兼有自报式测站测量水文参数实时性好和应答式测站人
工控制性能好的优点。 （2）功能齐全，适用于系统中的国家水文站和库区重要水位
站。 （3）工作方式灵活。
1.3 水文遥测信息传输的有关知识
1.3.1 数据、信息、信号和数制 1、数据、信息、信号
S 3.57 h1 h2 (km)
1.3.5 信道
▪ 信道是信号传输的通道，信道可以是传输线，也可以是自 由空间。
▪ 信道按传输信号类型分为： 模拟信道、数字信道
▪ 数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。 ▪ 模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。
2、查询—应答式遥测站
▪ 由中心站发出指令召测某遥测站后，该站即自动采集实时的 水文数据，发送给中心站，这样的测站叫查询—应答式测站。
▪ 特点： （1）人工控制性能好。 （2）应答式测站可以兼有通话功能。 （3）应答式测站是逐个回答中心站的查询命令的，数据不会
发生碰撞。 （4）测站电台的接收机要一直处于工作状态，测站功耗大。
到分中心站。 ▪ 中心站——收集各遥测站水文信息，处理并存储水文资料，
做出水情预报和防洪调度方案。
3、基本流程
1.2.2 系统体制
▪ 水文自动测报系统按通讯方式可分为： 超短波、短波、卫星、有线遥测系统
▪ 水文自动测报系统按工作体制可分为： 自报式、查询—应答式、混合式
1、自报式遥测站 ▪ 当测站的某一水文参数值发生一个计量单位变化(如雨量增加1mm，
▪ 这是一种通用的编码方式。它是将十进制数字中的每一位数用 二进制的方法进行编码，得到一组二进制数字代表一个十进制 数。
十进制 0 1 2 3 4
十进制和二进制转换
二进制
十进制
0000
5
0001
6
0010
7
0011
8
0100
9
二进制 0101 0110 0111 1000 1001
⑵ 格雷码（Gray Code）
1.3.2 信息量和传输率
计算信息量的单位：比特（bit），即一个二进制位。 ▪ 传输速率：单位时间内传输的构成代码的比特数bps或bit/s。
也就是通信线上传输信息的速度。 ▪ 信号速率（比特率）：单位时间内传输的二进制代码的有效
位数，以每秒多少比特计算bit/s(bps)。 ▪ 波特率（调制速率）：一种调制速率，也称波形速率。在数
水位变化±1cm)时，或达到设定的时间间隔时，遥测终端机即自 动采集、存储并发送数据。 ▪ 特点： （1）功耗低，值守电流小。 （2）实时性强。 （3）可靠性高，抗干扰能力强。 （4）可以兼有通话功能。 （5）自报式测站可以只配发射机，对应的中心站只配接收机。 （6）自报式测站由于发送数据是随机的，系统就存在数据碰撞的问 题。
▪ 主要参考书目：
1、水文自动测报系统应用技术 2、水文现代化与水文新技术 3、水文自动测报系统技术规范（SL61-2015） 4、水文仪器与水利水文自动化 5、水情自动测报技术基础及其应用
主要内容
第1章 绪 论 第2章 水文数据自动遥测 第3章 水文数据传输 第4章 中心站 第5章 水文自动测报系统的规划设计、鉴定验收与运行管理
➢ 数据：传递（携带）信息的实体。 ➢ 信息：是数据的内容或解释。 ➢ 信号：数据的物理表现形式（如：电压、光、磁
场强度），数据以信号的形式在介质中传播。 ➢ 信号形式：模拟信号和数字信号
2、数制
▪ 在水情测报中，传送水情信息的信号，一般采用二进制数字 信号，用这种数字信号形式来表示水情信息。
⑴ 自然二进制码（BCD码）（Binary Coded Decimal）
第1章 绪 论
1.1 概述
1.1.1 定义 ➢能够自动收集、传输和处理各种水文实时数
据的传感器、通信设备和接收处理装置的总 称。
1.1.2 应用 1、各省市、各流域机构的防汛指挥系统
2、水库（水电站）自动测报调度系统 3、供水计量（地区）系统 4、大坝安全监测系统 5、重点防洪地区及大型水利工程
短波 3M～30MHz
波长 10～100 m
中波 100K～1.5MHz
波长 200～3000m
1.3.4 无线电传播机理
▪ 超短波和微波均为视距传播，基本上是直线通信信道，其传 播主要受大气层及建筑物的影响。
1、无线电波在真空中自由空间传播 接收功率＝发射功率×天线增益/传播损耗
2、大气层折射 3、地面反射及其造成的干扰 4、无线电视距通信的Βιβλιοθήκη Baidu大距离