介绍
实时自动本地评估 (A-LERT) 协议是一个开放协议。美国有很多基于这个协议的用户组织。这些用户组织根据应用需求不断补充和改进协议。因此，ALERT 协议具有很强的生命力。
ALERT协议虽然起源于美国，最初只用于环境监测系统，但自1970年代由美国气象观测组织推出以来得到广泛应用，并成功应用于水情自动预报、洪水预报在安防领域的自动数据采集系统中，Campbell、Vaisalla、Sutron等知名公司都有支持告警协议的相关产品。
1 ALERT 协议的特点
ALERT是系统级协议，它不仅涉及通信的帧格式，还规定了物理层的约定，以及系统的工作机制和方法。
ALERT 协议的数据帧结构相当简单。每个数据包由一个4字节的记录（record）和总共40个二进制符号组成（每个字节加一个起始位和一个停止位）。每条记录分为两部分：传感器编号和数据。
ALERT系统采用单向传输的纯自报告工作模式和基于事件触发的工作机制。一方面，该机制实现技术简单可靠，成本低；另一方面，也可以大大降低系统功耗，减少系统对信道的占用。
2 ALERT协议在我国水资源预报系统中的应用
ALERT 协议是在 1970 年代产生的。当时，水情自动监测上报系统的通讯方式主要采用UHF方式，通讯终端技术相当有限。并且使用FSK调制解调器和模拟无线电进行发送和接收，其波特率只有300b/s，ALERT协议主要是为了适应这种通信条件而制定的，为了让更多的厂商使用这个协议，制定了ALERT协议追求的是低功耗、简洁、易于实现。
我国第一台基于ALERT系统的水情自动监测上报系统于1987年生产，由南京自动化研究所（国网电力科学研究院前身）引进美国SM公司的相应产品建造公司建设了东北丰满水电站和白山水电站。其中，凤曼水库水情自动预报系统一期工程建设雨量站16套，水位站8套，雨量站扩大至26套。该系统一度引起业界关于自报系统和响应系统的争论。随着白山水电站水文自动监测系统的发展，新丰河水文自动监测系统、察尔森水文自动监测系统和西津水文自动监测系统相继实施水情自动测报系统 报信方式，自报系统更适合中国国情，逐渐成为业界共识。为进一步规范行业体系，我国水利部发布了《水文自动观测与报告系统技术规范SL61-94》。
我国早期水情自动监测预报系统一般为小型系统，规模在20～30个站，采集的传感量一般为单次降雨或水位。这些特点是ALERT系统广泛应用的基础。在此期间，相当数量的制造商产品甚至可以互连，因为它们遵循相同的 ALERT 系统和标准。
3 ALERT 协议的应用限制
1990年代后期，随着葛洲坝、新安江、五强溪等部分大型水情自动监测报告系统的建设完成，ALERT系统遭遇了碰撞丢包、误码、传感器地址受限、有限的传感器数据和低频率效率。局限性和劣势越来越明显。为此，各厂商针对这些问题进行了相应的研究。这一时期的特点是国内厂商根据自身特点推出了自己独特的协议。例如，南瑞结合了ACS300数据采集平台。开发ACS-RFMO无线调制解调器和NARI/SP协议，ACS-RFMO采用MSK调制方式，并将空中速率从ALERT系统的300bps提高到4800bps，并采用载波侦听-碰撞避免技术，大大降低了碰撞和丢包的概率，提高了频谱利用效率。NARI/SP协议不仅适用于VHF频道，还可以应用于PSTN、SMS、GPRS、CDMA、北斗卫星、海事卫星等频道。NARI/SP 协议还根据每个通道的特点设计了 NARI/SPC 和 NARI/SPS 协议。海事卫星和其他频道。NARI/SP 协议还根据每个通道的特点设计了 NARI/SPC 和 NARI/SPS 协议。海事卫星和其他频道。NARI/SP 协议还根据每个通道的特点设计了 NARI/SPC 和 NARI/SPS 协议。
SPC是NARI/SP的完整协议，适用于VHF、PSTN、SMS、GPRS、CDMA、BEIDOU等频道。SPC提供是否包含路由信息、是否包含CRC校验等开关信号，可以满足不同的传输需求。对于VHF信道，SPC可以包含源地址、目的地址、中继路由等信息。所有地址都是两个字节，地址范围可以是1到65535，从而解决了传感器地址有限的问题。SPC 指定的传输路径最多可以达到 15 级，中继节点的数量最多可以达到 13 级。SPC将数据结构定义为“传感器编号+传感器值”，其中传感器值为四字节浮点数，解决了传感器数据受限的问题。SPC协议使用后台来对应传感器的类型，从而大大提高了系统访问传感器类型的灵活性和可扩展性。SPS 是 SPC 的简化协议。SPS适用于Inmarsat-C、OMNITRACS等有一定冲突率、小数据包容量、按字节计费的信道。基于NARI/SP协议的水文自动监测系统已成功应用于二滩、乌江、金沙江等大型梯级流域及水电站的水文自动监测上报系统建设。SPS适用于Inmarsat-C、OMNITRACS等有一定冲突率、小数据包容量、按字节计费的信道。基于NARI/SP协议的水文自动监测系统已成功应用于二滩、乌江、金沙江等大型梯级流域及水电站的水文自动监测上报系统建设。SPS适用于Inmarsat-C、OMNITRACS等有一定冲突率、小数据包容量、按字节计费的信道。基于NARI/SP协议的水文自动监测系统已成功应用于二滩、乌江、金沙江等大型梯级流域及水电站的水文自动监测上报系统建设。
在此期间水情自动测报系统 报信方式，虽然国内很多厂商能够推出自己独有的水情自动监测上报系统产品，国内相关产品也如火如荼，但由于协议不兼容，各厂商产品无法互联互通。从保护用户投资收益和标准化的角度来看，不能不说是退步了。相应地，国外也一直在走标准化的道路。为了使ALERT协议适应新形势的发展需要，1999年国家水文预警委员会（NHWC）专门建立了一个由用户、设备制造商、维护人员和软件设计人员组成的系统。由人员组成的小组委员会进行了新一代ALERT协议的可行性分析和研究。该行动得到美国商务部国家海洋和大气管理局（NOAA）的支持，美国国家海洋和大气管理局资助建立了“ALERT-2协议开发”开放项目，并委托saloITS完成这个开发。
4 改进的 ALERT-2 协议的特点
ALERT-2 协议与传统的 ALERT 一样，是系统级协议，因此它对系统的工作方式有详细的定义。首先，ALERT-2 将遥测设备分为两类。一种是功能受限设备（RFD），主要是指一些资源有限（典型如电源、计算能力、存储空间等）的遥测设备。它只有在发生时才起作用并启动无线电传输，即传统的 ALERT 设备；另一类是全功能装置（FFD），一般不会面临严重的资源约束，多见于水文预报系统。出现了，现在水文观测站房一般都是接交流电的。通常，功能齐全的单元始终处于开启状态，准备好接收数据。
ALERT-2为用户提供了三种数据传输模式，即不可靠消息模式、可靠消息传输模式和可靠数据流传输模式。不可靠消息模式可以等同于传统的 ALERT 模式。遥测站发出通讯后，不关心中心站是否接收到数据，类似于UDP协议的工作模式；当采用可靠报文传输方式时，遥测站采取一定的措施保证中心站能够正确接收数据；可靠数据流传输方法用于传输一系列数据，不仅可靠地传输到目的中心站，而且以正确的顺序传输到目的地。,
ALERT-2协议在物理层采用GMSK调制方式，空中速率为4800b/s，解决了频谱效率低的问题；同时采用扰码和FEC前向纠错技术在很大程度上解决了错误。代码问题。对于 UHF 信道抢占，ALERT-2 协议定义了基于时隙的媒体访问控制机制，从而减少了冲突丢包。
另外，为了使协议适应各种物理通道，具有更好的扩展性和互联性，协议参照OSI七层协议结构进行分层设计。ALERT-2 协议的消息结构包括数据链路层、网络层、传输层和应用层。数据链路层有7个字节，负责数据包的重传机制；网络层的大小是变长的，主要根据数据链路层的内容而变化，从最小2字节到最大8字节，负责数据的端到端通信以与 IP 协议非常相似的方式在通信网络中传输数据包。ALERT-2可以通过三种方式实现数据传输：不可靠的消息传输，可靠的消息传输和可靠的数据流传输，不同的传输方式有不同的传输层数据格式。对于应用层数据，ALERT-2 建议使用“类型/长度/值（TLV）”的多重结构来传输传感器值。TLV是一种高度灵活的数据结构，支持不同类型的数据格式，其中“Type”用于标识TLV结构的类型，类似于HTML和XML数据标签，“length”用于表示长度下面的“值”，就是真正的传感器数据。使用这种结构可以从根本上解决传感器数据有限的问题，并且很容易将各种传感器数据包含在一个数据包中进行传输，从而解决了ALERT协议的每个数据包只包含单个传感器数据的问题。.
目前ALERT-2项目还在花费大量时间分析需求，还没有进入设备和系统开发阶段，暂时还没有成熟的产品和系统成功应用。它是在用户和设备制造商的共同努力下完成的。因此，可以预见，ALERT-2协议将具有强大的生命力，应该引起国内相关行业专业人士的关注和关注。
5 结论
近40年的实际应用验证了ALERT系统和协议非常适用于事件触发的自动水文预报、自动气象监测等系统。然而，随着技术的发展，它的一些局限性也逐渐显现出来。ALERT- 2 协议的制定专门针对这些限制进行了重大改进，并吸收了现代网络通信协议的先进经验，使协议具有更好的可扩展性和互联性，因此必将具有更强的生命力和价值。中国已经开展了智能水电站的研究。
