發(fā)布時間：2017-06-17 02:05

  本文關鍵詞：遠程自動計量分水閘門控制系統(tǒng)開發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：遠程自動計量分水閘門是實現(xiàn)灌區(qū)信息化的關鍵設備。我國灌區(qū)水利工程的信息化起步較晚,對于有計量功能的遠程自動閘門的研究尚在起步階段,信息管理水平低。國外進口產(chǎn)品價格昂貴、操作復雜、水情適應性差,無法全面推廣使用。本文研究開發(fā)滿足我國灌區(qū)使用的遠程自動計量分水閘門系統(tǒng),對于實現(xiàn)灌區(qū)精確化配水、科學調(diào)度和信息化管理具有重要作用。 遠程自動計量分水閘門控制系統(tǒng)通過將流量測量、上下游水位和閘門控制結(jié)合為一個整體來精確控制渠道內(nèi)輸水。通過解耦控制使水位波動降至最低,確保所有農(nóng)田供水穩(wěn)定；通過按需供水及訂水計算機網(wǎng)絡化,提高農(nóng)業(yè)用水利用率,用水戶可根據(jù)自己需要通過手機或網(wǎng)絡訂水,調(diào)水系統(tǒng)控制相應的閘門定時定量的分水灌溉。 在閘門終端的硬件設計中,選取STM32-F407IGT處理器作為主控芯片,設計了存儲電路、電機驅(qū)動電路、數(shù)據(jù)采集電路、GPRS通信模塊、電源模塊、屏幕顯示等功能模塊。利用明渠測流原理和傳感測量技術,實現(xiàn)了閘門的計量功能。利用物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)閘門遠程控制。 在軟件系統(tǒng)中,閘門終端開發(fā)了多種工作模式,滿足灌區(qū)渠道的各種使用要求,計算實時流量并傳送至遠程控制調(diào)水中心；遠程調(diào)水中心軟件主要功能包括：灌區(qū)所有自動計量閘門的遠程實時監(jiān)控、各級用戶用水與訂水信息管理、流域歷史水情分析等。 最后,對遠程自動計量閘門性能進行了實驗驗證。通過模擬實驗驗證了流量計算公式的正確性及確定了各種流態(tài)系數(shù)。通過實際應用驗證了閘門測流的準確性。實驗證明遠程自動計量閘門系統(tǒng)運行穩(wěn)定、測流精度高、操作簡單、水情適應性強,滿足灌區(qū)信息化建設的要求。
【關鍵詞】：自動計量閘門 遠程動態(tài)調(diào)水 明渠測流 遠程無線控制
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：S277.9
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-12
• 1.1 課題研究背景9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容10-11
• 1.4 本章小結(jié)11-12
• 2 系統(tǒng)總體設計方案12-18
• 2.1 計量閘門測流原理12-14
• 2.2 控制系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)14-15
• 2.2.1 閘門控制系統(tǒng)原理14-15
• 2.2.2 閘門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)15
• 2.3 系統(tǒng)主要設備選型15-17
• 2.3.1 處理器選型15-16
• 2.3.2 GPRS模塊16
• 2.3.3 傳感器選型16-17
• 2.3.4 電源17
• 2.4 本章小結(jié)17-18
• 3 控制系統(tǒng)硬件平臺開發(fā)18-37
• 3.1 硬件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)18
• 3.2 處理器概述18-19
• 3.2.1 ARM處理器簡介18-19
• 3.2.2 STM32-F407IGT6處理器簡介19
• 3.3 主控板電路19-25
• 3.3.1 存儲電路19-20
• 3.3.2 電機驅(qū)動電路20-21
• 3.3.3 數(shù)據(jù)采集接口21-24
• 3.3.4 JTAG調(diào)試接口24-25
• 3.3.5 主控板實物圖25
• 3.4 電源電路25-27
• 3.4.1 供電系統(tǒng)原理及設計25-26
• 3.4.2 電源電路原理設計26-27
• 3.4.3 電源轉(zhuǎn)換模塊實物圖27
• 3.5 無線通信(GPRS)模塊27-31
• 3.5.1 SIM900A模塊介紹27-28
• 3.5.2 SIM900A電路圖28-29
• 3.5.3 無線通信模塊電源設計29-30
• 3.5.4 SIM卡接口設計30-31
• 3.5.5 GPRS模塊實物圖31
• 3.6 屏幕顯示模塊31-36
• 3.6.1 RA8875電路設計31-33
• 3.6.2 電源電壓33-35
• 3.6.3 屏幕電路實物圖35-36
• 3.7 本章小結(jié)36-37
• 4 控制系統(tǒng)軟件開發(fā)37-45
• 4.1 閘門終端控制軟件37-41
• 4.1.1 軟件界面模塊37-39
• 4.1.2 工作模式切換39
• 4.1.3 參數(shù)顯示與設置39-40
• 4.1.4 遠程設置與控制40-41
• 4.1.5 閘門現(xiàn)場操作41
• 4.2 遠程調(diào)水控制軟件41-44
• 4.2.1 數(shù)據(jù)庫表的設計41-43
• 4.2.2 全流域動態(tài)調(diào)水軟件43-44
• 4.3 本章小結(jié)44-45
• 5 遠程自動計量分水閘門實驗與應用45-53
• 5.1 直板閘門出流模擬實驗45-48
• 5.1.1 實驗方案設計45-46
• 5.1.2 自由出流實驗過程及結(jié)果46-47
• 5.1.3 淹沒出流實驗過程及結(jié)果47-48
• 5.2 回龍灌區(qū)現(xiàn)場實驗48-49
• 5.3 敦化灌區(qū)現(xiàn)場實驗49-51
• 5.4 北趙南干渠現(xiàn)場實驗51-52
• 5.5 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論與展望53-55
• 結(jié)論53
• 展望53-55
• 參考文獻55-58
• 申請學位期間的研究成果及發(fā)表的學術論文58-59
• 致謝59

【參考文獻】

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本文編號：457039