水庫雨水情遠(yuǎn)程監(jiān)測及調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)計——雨量數(shù)據(jù)采集終端設(shè)計開題報告

1、貴州大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告表論文(設(shè)計)名稱窗體頂端窗體底端水庫雨水情遠(yuǎn)程監(jiān)測及調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)計雨量數(shù)據(jù)采集終端設(shè)計論文（設(shè)計） 來源教師選題論文（設(shè)計）類型工程（機(jī)械）設(shè)計指導(dǎo)教師學(xué)生姓名學(xué)號班級1、 研究或設(shè)計的目的和意義： 本課題是水庫雨水情遠(yuǎn)程監(jiān)測及調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)計雨量數(shù)據(jù)采集終端設(shè)計。庫雨水情信息是水利管理中最重要的基礎(chǔ)信息，也是水文預(yù)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(yuǎn)程監(jiān)測及調(diào)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(shí)時測報系統(tǒng)，可對水庫內(nèi)的水情和水文數(shù)據(jù)（如雨量、流量、水位等）進(jìn)行實(shí)時采集和處理，并通過無線網(wǎng)絡(luò)的方式傳輸?shù)剿畮毂O(jiān)測控

2、制中心的計算機(jī)上，由計算機(jī)做出分析判斷，并對雨量、水位、庫容和閘門狀態(tài)等信息進(jìn)行實(shí)時顯示，合理控制閘門的開啟及關(guān)閉，提高水庫運(yùn)行和管理的決策水平。本設(shè)計將實(shí)現(xiàn)對中小型水庫雨水情信息進(jìn)行自動檢測，并將檢測到信息通過無線網(wǎng)絡(luò)的方式傳輸?shù)奖O(jiān)測控制中心的計算機(jī)上，計算機(jī)將進(jìn)行分析處理，通過對閘門進(jìn)行控制從而實(shí)現(xiàn)對水庫的實(shí)時調(diào)度。二、研究或設(shè)計的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢：在20世紀(jì)60年代時，我國就開始了對遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā)，但由于當(dāng)時的技術(shù)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(yīng)用。在20世紀(jì)70年代中期，國內(nèi)開始了雨水情監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā)，最初

3、的產(chǎn)品應(yīng)用于一些水庫等實(shí)地。當(dāng)時監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品的工作方式主要是應(yīng)答式，也有自報式的產(chǎn)品，但是誤差相對較大，沒能達(dá)到實(shí)際的應(yīng)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(yīng)用于黃龍灘的雨水情監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有洪水預(yù)報與防洪調(diào)度的功能。20世紀(jì)80年代后期，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也迅速發(fā)展，同時與通信技術(shù)極快地融合，基于計算機(jī)和數(shù)字處理的監(jiān)測系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用。90年代，我國這一技術(shù)領(lǐng)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

4、統(tǒng)較具有代表性。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(jīng)進(jìn)入4g時代，雖然4g網(wǎng)絡(luò)還存在諸多的使用問題，但介于傳統(tǒng)通信技術(shù)和3g網(wǎng)絡(luò)之間的gprs技術(shù)已經(jīng)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(yīng)運(yùn)而生了。將gprs技術(shù)引入到無線檢測系統(tǒng)中，通過gprs網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。使用已經(jīng)成熟的移動網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，既可以節(jié)省建網(wǎng)初期的巨額投資，在運(yùn)營期間又無需進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，運(yùn)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(shè)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(diǎn)：(1)

5、初步形成了防洪減災(zāi)體系；(2) 逐步完善了水資源分布；(3) 初步建立了農(nóng)田灌排體系；(4) 提高了水土資源保護(hù)能力。當(dāng)前我國水庫雨水情遠(yuǎn)程監(jiān)測及調(diào)度管理系統(tǒng)運(yùn)用的先進(jìn)技術(shù)有：1） 可靠的傳感器技術(shù)：我國有各種類型的傳感技術(shù)，如：聲學(xué)、光學(xué)、力學(xué)和化學(xué)，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(shù)：有線和無線通信技術(shù)，自建和公共通信網(wǎng)等，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸越來越快捷、準(zhǔn)確；3） 計算機(jī)與電子技術(shù)：從單片機(jī)到個人電腦及服務(wù)器，從高可靠的數(shù)據(jù)終端到雙機(jī)冗余，系統(tǒng)的功能及可靠性在不斷提高；4） 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：從局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)，從數(shù)據(jù)庫到數(shù)據(jù)共享，為預(yù)報提供了更好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，系統(tǒng)為防汛、水資源的及

6、時調(diào)度提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的能力也越來越強(qiáng)。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(shù)上也有了進(jìn)步，但與目前國際上先進(jìn)國家的產(chǎn)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(kuò)大應(yīng)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(wǎng)要求；(3) 硬件設(shè)備的可行性(主要是mtbf指標(biāo))及質(zhì)量穩(wěn)定性與國際先進(jìn)設(shè)備相比，還有待進(jìn)一步提高。發(fā)展趨勢： （1）傳感器設(shè)備集成化； （2）自動化設(shè)備智能化； （3）發(fā)展巡測系統(tǒng)。三、主要研究或設(shè)計內(nèi)容，需要解決的關(guān)鍵問題和思路：設(shè)計內(nèi)容：本課題設(shè)計一個應(yīng)用于中小型水庫

7、的雨水情遠(yuǎn)程監(jiān)測及調(diào)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(shí)現(xiàn)對水庫水位、雨水情信息進(jìn)行實(shí)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(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)測控制中心的計算機(jī)上，監(jiān)測控制中心的計算機(jī)對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，對雨量、水位、庫容和閘門狀態(tài)等信息進(jìn)行實(shí)時顯示，從而合理控制閘門的開啟及關(guān)閉，生成各種必要的管理報表和圖表。在本設(shè)計中重點(diǎn)研究降雨量信息的采集。關(guān)鍵問題和思路： 系統(tǒng)的硬軟件設(shè)計在易操作性、易維護(hù)性、保密性和可擴(kuò)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(qiáng)的抗干擾和抗雷電的能力；系統(tǒng)能適應(yīng)露天無交流市電情況下全天候正常工作。雨量傳感

8、器和單片機(jī)的合理選取，以及傳送方式選擇。 四、完成畢業(yè)論文（設(shè)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(zhǔn)備；2.圖書館（書籍、學(xué)報）、網(wǎng)絡(luò)（中國知網(wǎng)）、與論文相關(guān)的文獻(xiàn)等等；3.積累與該課題相關(guān)的知識，借鑒別人成功的經(jīng)驗，對查閱文獻(xiàn)資料和知識進(jìn)行整合等，并在老師的精心指導(dǎo)下完成本研究。五、工作的主要階段、進(jìn)度與時間安排：設(shè)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(shè)計第3-5周：硬件系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計第6-8周：軟件系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計第9-10周：整理、完善和編寫完成設(shè)計說明書設(shè)計第11周：學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)答準(zhǔn)備、教師批閱設(shè)計說明書 設(shè)計第12周：畢業(yè)答辯、定成績六、閱讀的主要參

9、考文獻(xiàn)及資料名稱：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(yīng)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(yùn)行管理與環(huán)境保護(hù)治理及資源開發(fā)利用實(shí)用手冊z.安徽文化音像出版社2005.4李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用m.西安:電子科技大學(xué)出版社,2008.12.5郭梯云.移動通信m.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2002.09.6趙燕.傳感器原理及應(yīng)用m.北京:北京大學(xué)出版社,2010.02.7陳書旺等.傳感器應(yīng)用及電路設(shè)計m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2010.05.8張凡等.protel電路設(shè)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(shí)用抗干擾技術(shù)m.北京:人民郵電出版社,2011.09.10程周.電機(jī)與電氣控制技術(shù)m.北京:電子工業(yè)出版社,2009.09.11于安紅.簡明電