本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee的供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快,人們對(duì)水資源的需求不斷加大,對(duì)水的安全問題更加關(guān)注,這就對(duì)供水管道的安全提出了更高要求。但是,我國的供水管道運(yùn)輸仍因管道腐蝕老化、技術(shù)不成熟或其他意外而造成普遍的泄漏問題,水的污染也屢治不止,存在大量的安全隱患。因此,研制一種安全、可靠、造價(jià)低廉的供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)對(duì)于供水管道網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行、避免水資源的浪費(fèi)是非常必要的。本文通過比較國內(nèi)外各種泄漏檢測(cè)和定位技術(shù)以及它們實(shí)際運(yùn)用的例子,選擇負(fù)壓波法通過檢測(cè)管道內(nèi)的壓力瞬變來檢測(cè)泄漏,當(dāng)判定泄漏發(fā)生時(shí)開始采集管道內(nèi)聲波信號(hào),以備后期采用聲波法定位泄漏點(diǎn);同時(shí)通過電位法檢測(cè)管道內(nèi)p H值變化,為泄漏檢測(cè)和水質(zhì)監(jiān)測(cè)提供依據(jù)。本文分析了管道內(nèi)泄漏負(fù)壓波、聲波的產(chǎn)生機(jī)理,詳細(xì)介紹了用負(fù)壓波法檢測(cè)泄漏、用聲波法定位泄漏的原理及泄漏聲波信號(hào)的信號(hào)特征,介紹了檢測(cè)p H值的原理。在以上研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種基于Zig Bee的供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn),該節(jié)點(diǎn)由水壓傳感器、壓力信號(hào)采集模塊、聲波傳感器、聲波信號(hào)調(diào)理模塊、p H值傳感器、p H值采集模塊、時(shí)間同步模塊、電源模塊以及其他模塊等組成。其中為了解決管道內(nèi)聲波信號(hào)環(huán)境噪聲復(fù)雜、聲波經(jīng)過長(zhǎng)距離傳播后衰減較大的問題,聲波調(diào)理模塊包含了放大和濾波的功能,用Multisium軟件仿真了該電路的幅頻和相頻特性。本文的軟件分為節(jié)點(diǎn)軟件和上位機(jī)軟件,節(jié)點(diǎn)軟件由IAR Embedded Workbench For ARM軟件用C語言編寫,各個(gè)節(jié)點(diǎn)的程序是在Z-Stack的基礎(chǔ)上編寫的,本文給出了節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)泄漏和p H值異常的總體過程以及上位機(jī)處數(shù)據(jù)處理中心定位泄漏點(diǎn)的總體過程,描述了組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器、路由器和終端節(jié)點(diǎn)的軟件流程,給出了數(shù)據(jù)采集、GPS時(shí)間同步、串口通信等各種功能模塊的軟件流程。上位機(jī)軟件采用Lab VIEW編寫,主要實(shí)現(xiàn)串口通信、管道數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與調(diào)用功能。本文給出了串口通信、管道數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與調(diào)用功能各個(gè)功能模塊的程序框圖。經(jīng)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)用于檢測(cè)供水管道泄漏、檢測(cè)管道內(nèi)水質(zhì)變化的可行性,經(jīng)仿真和實(shí)際實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了聲波信號(hào)調(diào)理電路的有效性,驗(yàn)證了供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接的有效性和可靠性。本文所述節(jié)點(diǎn)對(duì)檢測(cè)管道內(nèi)泄漏狀況和水質(zhì)狀況具有重要的參考作用,實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn) 管道泄漏檢測(cè)與定位 Zig Bee 負(fù)壓波法 聲波法
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU991.62;TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 管道泄漏檢測(cè)方法及現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 基于硬件檢漏法11-12
• 1.2.2 軟硬件結(jié)合檢測(cè)法12-14
• 1.2.3 管道監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文的主要內(nèi)容和工作安排16-19
• 第2章 理論基礎(chǔ)19-25
• 2.1 負(fù)壓波法檢測(cè)管道泄漏的原理19
• 2.2 聲波法定位管道泄漏的原理及泄漏聲波信號(hào)特征19-22
• 2.3 pH值檢測(cè)的原理22-23
• 2.4 小結(jié)23-25
• 第3章 供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)25-41
• 3.1 供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)總體概述25-26
• 3.2 供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)26-40
• 3.2.1 傳感器選型26-29
• 3.2.2 主控與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊29-31
• 3.2.3 壓力信號(hào)采集模塊31-32
• 3.2.4 聲波信號(hào)調(diào)理模塊32-33
• 3.2.5 pH值采集模塊設(shè)計(jì)33-35
• 3.2.6 時(shí)間同步模塊35-36
• 3.2.7 電源模塊36-38
• 3.2.8 其它模塊38-40
• 3.3 小結(jié)40-41
• 第4章 供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)41-55
• 4.1 供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)軟件設(shè)計(jì)41-51
• 4.1.1 供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)總體程序設(shè)計(jì)41-44
• 4.1.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)44-45
• 4.1.3 路由器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)45-46
• 4.1.4 終端節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)46-47
• 4.1.5 數(shù)據(jù)采集部分程序47-48
• 4.1.6 GPS時(shí)間同步程序設(shè)計(jì)48-50
• 4.1.7 串口通信程序設(shè)計(jì)50-51
• 4.2 供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)上位機(jī)程序設(shè)計(jì)51-54
• 4.3 小結(jié)54-55
• 第5章 供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的調(diào)試和實(shí)驗(yàn)結(jié)果55-63
• 5.1 供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的調(diào)試55-56
• 5.2 供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)56-62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 第6章 結(jié)論63-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 作者簡(jiǎn)介及科研成果71-73
• 致謝73

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 包衛(wèi)華;;從供水管道多次被損壞談檔案的利用[J];貴州檔案;1993年01期

2 呂家廉;供水管道內(nèi)部清洗裝置與技術(shù)應(yīng)用[J];洗凈技術(shù);2003年08期

3 余龍;俞樹榮;桂芳;王在剛;李春玲;;聚乙烯供水管道搶修節(jié)多目標(biāo)優(yōu)化研究[J];福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年02期

4 戴郁;建筑施工供水管道線路選擇的最小部分樹法[J];中國工程師;1997年03期

5 鄒文歡;羅飛;許玉格;;基于TMS320VC5402供水管道漏水檢測(cè)儀設(shè)計(jì)[J];計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化;2012年04期

6 汪群生;楊東曉;孔新星;方凱;;基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的供水管道檢漏系統(tǒng)[J];科協(xié)論壇(下半月);2011年08期

7 姚鈴麗;錢胤嘉;;基于DSP的供水管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];太原理工大學(xué)學(xué)報(bào);2012年04期

8 ;[J];;年期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 薛建鋒;孫立民;;城市地下供水管道工程震害分析與抗震對(duì)策探討[A];第七屆全國工程結(jié)構(gòu)安全防護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

2 賀純;;供水管道材料的選用[A];中國水利學(xué)會(huì)2008學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2008年

3 舒詩湖;;供水管道功能性修復(fù)概念的提出與探討[A];全國給水排水技術(shù)信息網(wǎng)41屆技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2013年

4 Lutz Kaiser;;自來水和海水供水管道的更新技術(shù)[A];第一屆中國城市地下工程非開挖技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2004年

5 崔大鳴;閻金波;;薄壁不銹鋼供水管道連接技術(shù)的應(yīng)用研究[A];中國土木工程學(xué)會(huì)水工業(yè)分會(huì)第四屆理事會(huì)第一次會(huì)議論文集[C];2002年

6 林濤;陳兵;;地震對(duì)市政供水管道的破壞特點(diǎn)分析及相應(yīng)抗震措施[A];2011全國給水排水技術(shù)信息網(wǎng)年會(huì)暨技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

7 周靜海;姜濤;孟憲宏;;埋地球墨鑄鐵供水管道在不同軸向位移下滲水量試驗(yàn)研究[A];上海防災(zāi)救災(zāi)研究所20周年慶典會(huì)議研究短文集[C];2009年

8 崔國貞;彭博;;城市及住宅小區(qū)供水管道管材的選擇[A];土木建筑學(xué)術(shù)文庫(第11卷)[C];2009年

9 趙艷平;李愛榮;祝輝;;一起私接城市公共供水管道盜水案的查處始末[A];山東水利科技論壇2006[C];2006年

10 謝蓉英;;關(guān)于中小城市自來水歷史管網(wǎng)檔案管理與利用的若干問題[A];源于實(shí)踐 服務(wù)全局——蘭臺(tái)工作縱橫[C];2008年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 高國偉;托里千名干部為牧民挖供水管道[N];塔城報(bào);2007年

2 王近夏;供水管道：希望能共享全城地理信息系統(tǒng)[N];珠海特區(qū)報(bào);2007年

3 國際銅業(yè)協(xié)會(huì) 朱春標(biāo);供水管道選材如何規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)[N];中國建設(shè)報(bào);2002年

4 葉文娟邋孫愛霞;西寧六成老供水管道得到改造[N];青海日?qǐng)?bào);2008年

5 吳哲;供水管道與廣河高速同步建設(shè)?[N];南方日?qǐng)?bào);2008年

6 周海峰　首席記者 彭文輝;鋰電基地供水管道主體工程完工[N];宜春日?qǐng)?bào);2011年

7 史力;供水管道緣何頻遭野蠻施工[N];安徽日?qǐng)?bào);2005年

8 王真杰 宋建國;AGR供水管在北京西城區(qū)一戶一水表改造工程中的應(yīng)用[N];中國建材報(bào);2007年

9 王偉才邋解列;沿江公路供水干線移管[N];鎮(zhèn)江日?qǐng)?bào);2008年

10 記者 黃明　通訊員 王海涌;吉林通化臨時(shí)供水管道打通[N];工人日?qǐng)?bào);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魯烈;供水管道中撞擊流斷面流場(chǎng)的瞬態(tài)研究[D];西華大學(xué);2015年

2 賈亞杰;供水管道漏點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)優(yōu)化開發(fā)研究[D];太原理工大學(xué);2016年

3 步賀;基于ZigBee的供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2016年

4 張亮;供水管道檢漏儀硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

5 黃佳佳;實(shí)際供水管道管壁生物膜菌落屬性及其影響因素研究[D];浙江大學(xué);2014年

6 曹建國;場(chǎng)地大變形下供水管道破壞試驗(yàn)及地震安全評(píng)估[D];浙江大學(xué);2014年

7 饒明明;基于概率的一種供水管道爆管檢測(cè)算法[D];華南理工大學(xué);2012年

8 孫曉東;大同煤礦集團(tuán)供水管道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2013年

9 吳津津;某山地城市供水管道水質(zhì)穩(wěn)定性研究[D];重慶大學(xué);2012年

10 隋凱;供水管道振動(dòng)分析方法研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee的供水管道監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：390592