水庫雨水情遠程監(jiān)測及調度管理系統(tǒng)設計——雨量數(shù)據(jù)采集終端設計開題報告

1、貴州大學本科生畢業(yè)論文（設計）開題報告表論文(設計)名稱窗體底端水庫雨水情遠程監(jiān)測及調度管理系統(tǒng)設計雨量數(shù)據(jù)采集終端設計論文（設計） 來源教師選題論文（設計）類型工程（機械）設計指導教師學生姓名學號班級1、 研究或設計的目的和意義： 本課題是水庫雨水情遠程監(jiān)測及調度管理系統(tǒng)設計雨量數(shù)據(jù)采集終端設計。庫雨水情信息是水利管理中最重要的基礎信息，也是水文預報、水能資源管理、防汛抗旱決策的主要依據(jù)。水庫雨水情遠程監(jiān)測及調度管理系統(tǒng)是一個集合了采集、傳輸、處理雨水情信息為一體的實時測報系統(tǒng)，可對水庫內的水情和水文數(shù)據(jù)（如雨量、流量、水位等）進行實時采集和處理，并通過無線網絡的方式傳輸?shù)剿畮毂O(jiān)測控制中心的

2、計算機上，由計算機做出分析判斷，并對雨量、水位、庫容和閘門狀態(tài)等信息進行實時顯示，合理控制閘門的開啟及關閉，提高水庫運行和管理的決策水平。本設計將實現(xiàn)對中小型水庫雨水情信息進行自動檢測，并將檢測到信息通過無線網絡的方式傳輸?shù)奖O(jiān)測控制中心的計算機上，計算機將進行分析處理，通過對閘門進行控制從而實現(xiàn)對水庫的實時調度。二、研究或設計的國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢：在20世紀60年代時，我國就開始了對遠程監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā)，但由于當時的技術不成熟和成本較昂貴等原因的約束都沒有取得太多的成果，而此類系統(tǒng)也始終未能得到大范圍地推廣和應用。在20世紀70年代中期，國內開始了雨水情監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā)，最初的產品應

3、用于一些水庫等實地。當時監(jiān)測系統(tǒng)產品的工作方式主要是應答式，也有自報式的產品，但是誤差相對較大，沒能達到實際的應用水平。到了80年代中期，我國逐步重視雨水情監(jiān)測系統(tǒng)的研究，在這個時期我國建成了多個雨水情監(jiān)測系統(tǒng)，其中最具有代表性的是應用于黃龍灘的雨水情監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有洪水預報與防洪調度的功能。20世紀80年代后期，隨著微電子技術的發(fā)展，計算機網絡技術也迅速發(fā)展，同時與通信技術極快地融合，基于計算機和數(shù)字處理的監(jiān)測系統(tǒng)也得到了廣泛的應用。90年代，我國這一技術領域得到了最為迅速的發(fā)展，也是發(fā)展最為迅猛的時期，一些較大工程的雨水情監(jiān)測系統(tǒng)相繼建成，其中巖灘、天生橋等水電廠的雨水情監(jiān)測系統(tǒng)較具有

4、代表性。而如今，各種雨量水位監(jiān)測系統(tǒng)成品也趨于成熟。近年來我國移動通信系統(tǒng)飛速的發(fā)展，現(xiàn)在已經進入4g時代，雖然4g網絡還存在諸多的使用問題，但介于傳統(tǒng)通信技術和3g網絡之間的gprs技術已經成熟，在這種環(huán)境下，基于gprs的雨水情監(jiān)測系統(tǒng)也就應運而生了。將gprs技術引入到無線檢測系統(tǒng)中，通過gprs網絡來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。使用已經成熟的移動網絡進行數(shù)據(jù)傳輸，既可以節(jié)省建網初期的巨額投資，在運營期間又無需進行網絡維護，運營成本較低。隨著雨水情監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展，在2012年，我國陸續(xù)展開了許多水利建設工程，初步形成了較為完善的水利工程體系，水利狀況發(fā)生了巨大變化。主要包括以下幾點：(1) 初步形成

5、了防洪減災體系；(2) 逐步完善了水資源分布；(3) 初步建立了農田灌排體系；(4) 提高了水土資源保護能力。當前我國水庫雨水情遠程監(jiān)測及調度管理系統(tǒng)運用的先進技術有：1） 可靠的傳感器技術：我國有各種類型的傳感技術，如：聲學、光學、力學和化學，系統(tǒng)可自動監(jiān)測參數(shù)的不斷變化；2） 可利用的通信技術：有線和無線通信技術，自建和公共通信網等，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時傳輸越來越快捷、準確；3） 計算機與電子技術：從單片機到個人電腦及服務器，從高可靠的數(shù)據(jù)終端到雙機冗余，系統(tǒng)的功能及可靠性在不斷提高；4） 網絡技術：從局域網到廣域網，從數(shù)據(jù)庫到數(shù)據(jù)共享，為預報提供了更好的數(shù)據(jù)基礎，系統(tǒng)為防汛、水資源的及時調度提

6、供準確數(shù)據(jù)的能力也越來越強。近年來我國的雨水情監(jiān)測系統(tǒng)得到了較快的發(fā)展，技術上也有了進步，但與目前國際上先進國家的產品相比仍存在一定差距。主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1) 用于雨水情自動測報的傳感器品種不足，不能擴大應用范圍，有些傳感器在性能或功能上還不能完全滿足要求；(2) 通信手段較為單一，不能滿足特殊系統(tǒng)的布網要求；(3) 硬件設備的可行性(主要是mtbf指標)及質量穩(wěn)定性與國際先進設備相比，還有待進一步提高。發(fā)展趨勢： （1）傳感器設備集成化； （2）自動化設備智能化； （3）發(fā)展巡測系統(tǒng)。三、主要研究或設計內容，需要解決的關鍵問題和思路：設計內容：本課題設計一個應用于中小型水庫的雨水情

7、遠程監(jiān)測及調度管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過雨量數(shù)據(jù)采集終端和水位數(shù)據(jù)采集終端實現(xiàn)對水庫水位、雨水情信息進行實時性采集，并將采集到的降雨量和水位數(shù)據(jù)及時的通過無線網絡傳輸?shù)奖O(jiān)測控制中心的計算機上，監(jiān)測控制中心的計算機對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行分析處理，對雨量、水位、庫容和閘門狀態(tài)等信息進行實時顯示，從而合理控制閘門的開啟及關閉，生成各種必要的管理報表和圖表。在本設計中重點研究降雨量信息的采集。關鍵問題和思路： 系統(tǒng)的硬軟件設計在易操作性、易維護性、保密性和可擴展性等方面要有具體的措施；系統(tǒng)在停電的狀態(tài)下能正常的工作；系統(tǒng)要有較強的抗干擾和抗雷電的能力；系統(tǒng)能適應露天無交流市電情況下全天候正常工作。雨量傳感器和單片

8、機的合理選取，以及傳送方式選擇。 四、完成畢業(yè)論文（設計）所必須具備的工作條件及解決的辦法：1.電腦一臺，自行準備；2.圖書館（書籍、學報）、網絡（中國知網）、與論文相關的文獻等等；3.積累與該課題相關的知識，借鑒別人成功的經驗，對查閱文獻資料和知識進行整合等，并在老師的精心指導下完成本研究。五、工作的主要階段、進度與時間安排：設計第1-2周：查閱、收集資料、系統(tǒng)方案論證撰寫開題報告。設計第3-5周：硬件系統(tǒng)設計設計第6-8周：軟件系統(tǒng)設計設計第9-10周：整理、完善和編寫完成設計說明書設計第11周：學生進行畢業(yè)答準備、教師批閱設計說明書 設計第12周：畢業(yè)答辯、定成績六、閱讀的主要參考文獻及

9、資料名稱：窗體頂端窗體底端1程曉陶等編著.中國防洪與管理m.北京:中國水利水電出版社,2005.09.2王本德等編著.水庫汛限水位動態(tài)控制理論與方法及其應用m.北京:中國水利水電出版社,2006.08.3本書編委.最新水庫運行管理與環(huán)境保護治理及資源開發(fā)利用實用手冊z.安徽文化音像出版社2005.4李建忠.單片機原理及應用m.西安:電子科技大學出版社,2008.12.5郭梯云.移動通信m.西安:西安電子科技大學出版社,2002.09.6趙燕.傳感器原理及應用m.北京:北京大學出版社,2010.02.7陳書旺等.傳感器應用及電路設計m.北京:化學工業(yè)出版社，2010.05.8張凡等.protel電路設計使用指南z.北京:電子工業(yè)出版社,2006.03.9諸邦田.電子電路實用抗干擾技術m.北京:人民郵電出版社,2011.09.10程周.電機與電氣控制技術m.北京:電子工業(yè)出版社,2009.09.11于安紅.簡明電子