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基于GPRS的雨量采集系统设计
I.概述
近年来，在大气环境监测与水资源管理等领域，雨量等气象观测数据的准确性和时效性越来越受到重视。目前，国内外已经广泛应用的雨量采集工具主要有梁式雨量计、倾斜式雨量计、压力式雨量计、光电式雨量计等多种，而无论哪种类型的雨量计，其数据收集的方式都可以使用基于GPRS通信的自动化雨量采集系统。本文将对一种基于GPRS通信的雨量采集系统进行设计，以实现高效率、高准确性的雨量数据采集。
II.系统硬件平台
1.传感器
本系统采用光电式雨量计，具有结构简单、稳定性高、抗干扰性能强等特点。通过光电式雨量计检测雨量，变化的数据以数字信号的形式输出，该数字信号的传输为了避免干扰，均选用应用广泛、稳定性高、精度较高的RS485信号线的方式进行。
2.中央处理器
本系统的中央处理器选用STC单片机，具有高速、低功耗、稳定性高等特点。根据实际需求，单片机的主频频率可以在1MHZ~25MHZ之间调整。
3.无线传输模块
本系统采用基于GPRS通信的无线传输模块，可实现远距离、稳定可靠且带宽宽裕的数据传输。同时，由于GPRS通信的成本较低，可以降低系统的运行成本。
4.电源系统
由于本系统被放置于野外，缺乏电源的供应，因此需要考虑电源系统，以保证系统能够持续、稳定运行。本系统采用20AH的蓄电池作为系统电源，同时还需加装智能充电管理芯片，实现对蓄电池的充电保护。
5.外部支持模块
本系统还需外部支持模块，包括闪光灯、警报声等设备，用于提醒工作人员来采集雨量数据。
III.系统的软件设计
1.硬件驱动程序设计
不同硬件需要的驱动程序不同，在设计中应具体考虑。
在本项目中，控制光电式雨量计输出的是RS485信号线。在传输过程中，为了避免各种干扰信号对数据的影响，每个硬件都应该单独完成。其次，在传输过程中，数据的完整性非常重要。实现的方法是通过校验中断检测，来判断数据是否正确。最后，还需要对难以避免的问题进行有效的异常处理。
2.GPRS通信模块Design
GPRS通信模块的设计中，我们可以采用TCP/IP协议来完成数据传输，并通过AT指令实现控制。在使用环境中，尽可能使用GPRS通信模块本身自带的TCP连接，可以提高传输的稳定性和准确性。
3.数据传输压缩算法的设计
为了保证数据的快速传输，数据传输压缩技术将大有作为。在本项目中，可将数据高速处理，使用gzip、bzip2等压缩算法对数据进行压缩，迅速高效地将数据压缩成可传输的数据包。
IV.系统实现
在硬件和软件设计完成后，需要对系统进行实现。在该实现中，我们分为两个部分：硬件部分和软件部分。
为了保证系统的稳定性，建议在实施过程中注意以下几点：
1.尽可能的降低在使用中的软件死机率
2.降低系统崩溃或出现不可预估的故障
3.避免在过程中出现数据丢失，以及数据传输有误
4.做好系统问题、故障的应对措施和排除方法
经过设计和实现，这一基于GPRS通信的雨量采集系统，不但可以实现高效率、高准确性的雨量数据采集，而且还可以对未来气象预测、水文预报、干旱防治等领域产生重要的作用。同时，该系统也具有成本低、移动性强等优点，对于实现大规模环境监测和水资源调配管理，具有一定的应用前景。