自動(dòng)水文監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上自動(dòng)水文監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述1.水文監(jiān)測的研究意義特定的自然地理?xiàng)l件，決定了中國是一個(gè)水早災(zāi)害頻繁的國家，防災(zāi)減災(zāi)成為保障國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全以及社會(huì)穩(wěn)定的一項(xiàng)重要工作。水文工作是水利的基礎(chǔ)工作，社會(huì)對水文需求越來越迫切，水文作為國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性、前期性工作的任務(wù)越來越艱巨和繁重。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。水文現(xiàn)代化是一個(gè)地區(qū)在一定的歷史時(shí)期內(nèi)為滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)進(jìn)步和水利發(fā)展的需求，使水文信息采集、傳輸、處理、應(yīng)用、信息服務(wù)和管理等方面具有先進(jìn)實(shí)用的科技水平1。水文現(xiàn)代化建設(shè)是以推動(dòng)水文適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求為目標(biāo)的動(dòng)態(tài)發(fā)展過程，具有強(qiáng)烈的時(shí)代特征

2、，反映了時(shí)代的科技發(fā)展水平和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求。水文現(xiàn)代化不僅是物質(zhì)基礎(chǔ)的現(xiàn)代化，技術(shù)手段的現(xiàn)代化，更是思維方式，思想方法的現(xiàn)代化。水文現(xiàn)代化建設(shè)是水利信息化的基礎(chǔ)。其中信息傳輸是水利信息化的重要基礎(chǔ)工作之一。聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。2.國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀目前我國水文監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)中，數(shù)據(jù)采集和檢測技術(shù)水平不斷提高，數(shù)據(jù)的傳輸卻存在較大的問題，如傳統(tǒng)的撥號(hào)和專線的固定網(wǎng)絡(luò)接入方式嚴(yán)重地限制了個(gè)人甚至企業(yè)的活動(dòng)自由和范圍，不能滿足自動(dòng)測報(bào)的要求；隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對水文信息不斷提出新要求，水文觀測項(xiàng)目和內(nèi)容不斷增加，對觀測手段和方法以及水文監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用提出了越來越高的要求；現(xiàn)代電子技

3、術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，也促進(jìn)了水文監(jiān)控技術(shù)自動(dòng)化的發(fā)展2。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。3.自動(dòng)水文監(jiān)測的技術(shù)分析3.1水文信息采集隨著電子計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用越來越多。采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有自動(dòng)化和無人值守等特點(diǎn)，使得它們在許多應(yīng)用場合得到了廣泛的應(yīng)用。MSP430F149單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有一定的通用性，它通過片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換通道與外部的采集傳感器進(jìn)行連接，采集系統(tǒng)采集得到數(shù)據(jù)后通過UART串口將數(shù)據(jù)送到上位機(jī)上進(jìn)行處理，從而降低系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，增加系統(tǒng)處理的靈活性，并且也可以避免采集系統(tǒng)的海量存儲(chǔ)器3。該系統(tǒng)充分體現(xiàn)

4、了智能化、低功耗、高精度的發(fā)展趨勢。重點(diǎn)在于傳感器的設(shè)計(jì)及智能化、低功耗的硬件電路設(shè)計(jì)上4。釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。依靠MSP430F149的強(qiáng)大功能，相對其他無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，大大減小了硬件體積，提高了系統(tǒng)可靠性采用MSP430F149實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的采集系統(tǒng)相比具有設(shè)計(jì)簡單、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。它通過片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換通道與外部的采集傳感器進(jìn)行連接，由于外部與傳感器進(jìn)行連接，獲得是標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)，這樣使采集系統(tǒng)具有很大的通用性，只要接不同的傳感器就可以采集不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，做到系統(tǒng)與數(shù)據(jù)源的無關(guān)性。由于MSP430F149具有很多的I/O資源，因此采集系統(tǒng)也可以采集很多的數(shù)字開關(guān)量。采

5、集系統(tǒng)采集得到數(shù)據(jù)后，通過UART串口將數(shù)據(jù)送到上位機(jī)上去，可以將數(shù)據(jù)交給上位機(jī)進(jìn)行處理，從而降低采集系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，并且也可以避免采集系統(tǒng)的海量存儲(chǔ)器5。彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。MSP430F149把測量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在AT24LV64中，同時(shí)利用GSM網(wǎng)絡(luò)，用SMS或GPRS的方式把測量的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，通過監(jiān)控中心可以把數(shù)據(jù)發(fā)送到手機(jī)或者電子郵箱6。謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。3.2水文中心水利管理部門與決策者需要對管理對象進(jìn)行全面而準(zhǔn)確的了解，這就需要對監(jiān)控現(xiàn)場的信息進(jìn)行快速傳輸和管理。目前我國水文監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)中，數(shù)據(jù)采集和檢測技術(shù)水平不斷提高，數(shù)據(jù)的傳輸卻存在較大的問題，如傳統(tǒng)的撥號(hào)和專線的固

6、定網(wǎng)絡(luò)接入方式嚴(yán)重地限制了個(gè)人甚至企業(yè)的活動(dòng)自由和范圍，不能滿足自動(dòng)測報(bào)的要求。廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。隨著水利工程管理的自動(dòng)化、現(xiàn)代化、信息化及智能化發(fā)展，江河流域及水庫的水情實(shí)時(shí)測報(bào)系統(tǒng)的研究與建設(shè)也不斷深入，為流域防洪安全和水資源優(yōu)化配置提供了堅(jiān)實(shí)保障 。通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是水情自動(dòng)測報(bào)信息傳輸?shù)幕A(chǔ)，通訊平臺(tái)選擇的優(yōu)劣直接影響水情信息是否能及時(shí)、準(zhǔn)確地傳送至中心3。煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。移動(dòng)通信和Internet技術(shù)的發(fā)展正給社會(huì)帶來深刻的變化，而GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的成熟使它在許多行業(yè)中得以應(yīng)用，這也為測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸提供了一種新的手段2。鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。自動(dòng)水文站是由電子設(shè)備或

7、計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)進(jìn)行水文觀測和資料收集傳輸?shù)乃恼?。從?shù)據(jù)傳輸方式上,通常有兩種形式：通過有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息的水文站和通過GPRS無線方式直接發(fā)送信息的水文站。將多個(gè)水文站數(shù)據(jù)信息利用有線或無線方式連接至數(shù)據(jù)中心處理系統(tǒng)就構(gòu)成了自動(dòng)水文監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，通常它采集到的數(shù)據(jù)是多要素的水文信息4?；[叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。在水文監(jiān)測系統(tǒng)中，常常需要對眾多的水位點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，大部分監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)發(fā)送到管理中心的后端服務(wù)器進(jìn)行處理。由于監(jiān)測點(diǎn)分散，分布范圍廣，而且大多設(shè)置在環(huán)境較惡劣的地區(qū)，通過電話線傳送數(shù)據(jù)往往事倍功半。通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，成為水文部門選擇的通信手段之一。污染源監(jiān)測設(shè)備可將采集到

8、的污染數(shù)據(jù)和告警信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)及時(shí)發(fā)送到水文監(jiān)測部門，實(shí)現(xiàn)對排污單位或個(gè)人的及時(shí)管理，可以大大提高水文部門的工作效率7。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。GPRS是在全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)GSM(Global System for Mobile Communication)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上通過增加分組域升級實(shí)現(xiàn)的。它能提供通用無線分組數(shù)據(jù)服務(wù)和傳統(tǒng)的GSM服務(wù)。充分利用共享無線信道，采用IP Over PPP實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)終端的高速、遠(yuǎn)程接入。GPRS具有如下4個(gè)特點(diǎn)9：滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。(1)計(jì)費(fèi)合理，使用方便。在GPRS網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立1次連接，就可長時(shí)間地保持這種連接并只在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)才占用信道并被計(jì)

9、費(fèi)。GPRS根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和提供的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。(2)傳輸速率高。GPRS提供最高可達(dá)171kbits的數(shù)據(jù)傳輸速率。(3)網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。由于GPRS網(wǎng)是一個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)，支持TCPIP，X25協(xié)議，無需經(jīng)過PSTN等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，可直接與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。(4)GPRS在遠(yuǎn)程突發(fā)性數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸中具有明顯的優(yōu)勢，特別適合于頻發(fā)少量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。因而GPRS業(yè)務(wù)在某些行業(yè)上有特殊的應(yīng)用，如遙測、遙感、遙控等。贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)、無線通

10、信子系統(tǒng)等部分組成2。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要完成對現(xiàn)場信號(hào)的采集、存儲(chǔ)、接收遙控指令并發(fā)送數(shù)據(jù)等它通過單片機(jī)對測控儀器的檢測對象進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換并處理后，發(fā)送給無線通信子系統(tǒng)，以完成實(shí)時(shí)監(jiān)測。壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。監(jiān)控子系統(tǒng)的主要工作是發(fā)送遙控指令、接收數(shù)據(jù)信息、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等監(jiān)控中心接收到數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)后，由監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)等處理。蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。自動(dòng)水文監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)據(jù)傳輸部分采用中心點(diǎn)對多點(diǎn)的方式，自動(dòng)水文采集設(shè)備有多個(gè)，它們用各自的GPRS數(shù)據(jù)終端將數(shù)據(jù)打成IP包，經(jīng)GPRS空中接口接入無線GPRS網(wǎng)絡(luò)，由移動(dòng)服務(wù)商轉(zhuǎn)接到Internet，最終通過各種網(wǎng)關(guān)和路由

11、到達(dá)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理中心工作站。需要指出的是GPRS終端向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心發(fā)送數(shù)據(jù)是間斷性的，可以根據(jù)需要調(diào)整發(fā)送數(shù)據(jù)的間隔時(shí)間，這在一定程度上也降低了無線信息傳輸費(fèi)用。在整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過程中首先要解決的問題是，如何進(jìn)行水文信息采集單元與GPRS終端的連接，如何根據(jù)具體無線網(wǎng)絡(luò)情況合理設(shè)置，如何進(jìn)行數(shù)據(jù)打包發(fā)送并在數(shù)據(jù)中心工作站實(shí)現(xiàn)接收9。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。4.總結(jié)GPRS系統(tǒng)是以移動(dòng)公網(wǎng)作為傳輸媒介，其傳輸質(zhì)量可靠，只要數(shù)據(jù)采集部分準(zhǔn)確、及時(shí)，以GPRS系統(tǒng)作為傳輸手段組成的水情信息自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)具有很好的發(fā)展前景。本文論述的基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)以國家公眾移動(dòng)網(wǎng)的GPRS業(yè)務(wù)

12、為傳輸手段，大大降低了系統(tǒng)的建網(wǎng)成本，它具有可靠性高、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、布點(diǎn)方便、擴(kuò)容簡單、組網(wǎng)迅速、維護(hù)費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)2。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。5.參考文獻(xiàn)1 郭澤辰.基于GPRS的遠(yuǎn)程自動(dòng)水文監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)J.電力系統(tǒng)通信.2004年08期. 2 林敏 甘露 蔡淮.水文自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)A.中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)、中國儀器儀表學(xué)會(huì)2004年西南三省一市自動(dòng)化與儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)論文集C.驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。3宋 超，李 欣，董靜薇.基于TC35i和MSP430F149的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)J.哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào).2007年02期.貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。4馬福昌，馮道訓(xùn)，張英梅，張建國.ZigBee和GPRS技術(shù)在水

13、文監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用研究J.鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。5高國安.采用MSP430F149的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。6張建云，章樹安全面理解，穩(wěn)步推進(jìn)水文現(xiàn)代化建設(shè)J水文.2006年26期7Xavier LagrangeGSM網(wǎng)絡(luò)與GPRSM北京：電子工業(yè)出版社，20028Yuen S.T.S.Wang Q.J.Styles J.R.McMahon T.A.(1997),Using Neutron probe technique for Moisture Monitoring in Landfills, the Sixth International Landfill Symposium, Sardinia' 97, Italy, October 1997, Vol. 4, P.315-324.輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩。9Yuen,S.T.S.(1999).Bioreactor Landfills Promoted By Leach ate Recirculation-A Full-Scale Study. Thesis Submitted for the Degree of Doctor of Philosophy, Department of Civil and Environmental Engin