發(fā)布時間：2017-05-19 13:21

  本文關(guān)鍵詞：水庫用水遠程計量方法及系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國水資源的日益匱乏以及對環(huán)境污染等問題的日益重視,水資源的精確監(jiān)控與利用變得越來越重要。國內(nèi)有很多如引水、調(diào)水等水利工程,在這些工程項目中,大部分是將水庫的水通過大口徑的輸水管道運輸?shù)绞褂玫?并且管道里的水大部分時間是非滿管的流動狀態(tài)�，F(xiàn)階段很多傳統(tǒng)的測量方法在大口徑、非滿管工況下不能達到用水計量的精度要求。多聲路超聲波測量較好的解決了大口徑測量問題,但是在非滿管工況下測量精度較差；非滿管電磁流量計配合液位計對非滿管的用水計量比較準確,但是隨著口徑的增加,成本也在快速增加。另外現(xiàn)階段多數(shù)的用水遠程管理系統(tǒng)都是采用B/S架構(gòu)或者C/S架構(gòu),但是對于某些小型水庫,監(jiān)測點較少,規(guī)模小,需要一種低成本的解決方案。所以綜合解決大口徑非滿管用水計量問題以及設(shè)計一個適用于小規(guī)模應(yīng)用的遠程計量系統(tǒng)具有重要意義。 針對大口徑非滿管超聲波流量計計量中存在的精度差問題,理論算法方面,本文在研究現(xiàn)有算法的基礎(chǔ)上,提出了一種速度-高度-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。速度指的是通過多聲路超聲波流量計將管道劃分為對應(yīng)的幾個聲路,測量每一個聲路的流速；高度指的是通過液位計測得的非滿管流態(tài)下的液位高度;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法指的是建立了一個三層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),利用測得的流速、高度信息,計算出當(dāng)前的流量。同時還通過高斯-雅各比數(shù)值算法確定了聲路的數(shù)目及相對聲路高度。 針對小規(guī)模、低成本用水計量系統(tǒng)的實際需求,設(shè)計了一套基于嵌入式B/S架構(gòu)的遠程用水計量系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),由一個中心節(jié)點與多個數(shù)據(jù)采集節(jié)點組成。中心節(jié)點與數(shù)據(jù)采集節(jié)點之間通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進行通信。數(shù)據(jù)采集節(jié)點使用STM32F103系列嵌入式處理器作為主控芯片進行多聲道數(shù)據(jù)的采集和處理,并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送給中心節(jié)點。中心節(jié)點使用S5PV210處理器作為主控芯片,搭載Linux操作系統(tǒng),集成Boa嵌入式WEB服務(wù)器,SQlite小型數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)通過以太網(wǎng)模塊接收采集節(jié)點傳輸來的數(shù)據(jù),利用WEB服務(wù)器進行網(wǎng)站發(fā)布,通過該方法實現(xiàn)了用戶通過瀏覽器進行遠程訪問的目的。 經(jīng)實驗驗證,該算法提高了大口徑非滿管工況下用水測量精度；設(shè)計的嵌入式遠程計量系統(tǒng)運行可靠,較好的滿足了實際需求,并且該系統(tǒng)具有成本低,可擴展性強,監(jiān)控方便等優(yōu)點,對設(shè)計小型用水計量系統(tǒng)有一定的借鑒價值。
【關(guān)鍵詞】：大口徑 非滿管 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 嵌入式B/S WEB服務(wù)器
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV697.2;TP183
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-19
• 1.1 研究背景和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外用水計量方法9-15
• 1.2.1 超聲波流量測量方法11-14
• 1.2.2 大口徑非滿管流量測量14-15
• 1.3 國內(nèi)外用水管理系統(tǒng)15-18
• 1.4 本文研究內(nèi)容18-19
• 2 大口徑非滿管用水計量算法19-30
• 2.1 聲道布置方案選擇19-21
• 2.1.1 單聲道布置方式19-20
• 2.1.2 多聲道布置方式20-21
• 2.2 大口徑非滿管超聲計量算法21-29
• 2.2.1 多聲道超聲時差測量法21-22
• 2.2.2 高斯-雅可比數(shù)值算法確定聲道數(shù)及聲道高度22-25
• 2.2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法計算流量25-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 3 嵌入式B/S架構(gòu)總體方案設(shè)計30-32
• 3.1 嵌入式B/S架構(gòu)總體設(shè)計30
• 3.2 中心節(jié)點總體設(shè)計30-31
• 3.3 數(shù)據(jù)采集節(jié)點總體設(shè)計31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 4 嵌入式B/S架構(gòu)系統(tǒng)硬件設(shè)計32-38
• 4.1 采集節(jié)點電路設(shè)計32-36
• 4.1.1 采集節(jié)點系統(tǒng)方案32
• 4.1.2 采集電路最小系統(tǒng)設(shè)計32-33
• 4.1.3 數(shù)據(jù)采集模塊電路設(shè)計33-34
• 4.1.4 GPRS模塊電路設(shè)計34-35
• 4.1.5 串口電路設(shè)計35-36
• 4.1.6 采集節(jié)點PCB設(shè)計36
• 4.2 中心節(jié)點電路設(shè)計36-37
• 4.2.1 主控CPU選型設(shè)計36
• 4.2.2 中心節(jié)點系統(tǒng)方案36-37
• 4.2.3 其他電路設(shè)計37
• 4.3 本章小結(jié)37-38
• 5 嵌入式B/S架構(gòu)系統(tǒng)軟件設(shè)計38-54
• 5.1 軟件整體框架設(shè)計38-39
• 5.2 采集節(jié)點程序設(shè)計39-42
• 5.2.1 多聲道數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計39-42
• 5.2.2 多聲道數(shù)據(jù)處理算法實現(xiàn)42
• 5.2.3 GPRS程序設(shè)計42
• 5.3 中心節(jié)點軟件設(shè)計42-53
• 5.3.1 LIUNX操作系統(tǒng)移植42-48
• 5.3.2 嵌入式B/S架構(gòu)系統(tǒng)搭建48-52
• 5.3.3 嵌入式WEB界面52-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 6 速度-高度-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法驗證及系統(tǒng)測試54-62
• 6.1 系統(tǒng)平臺搭建及通訊實驗54-56
• 6.1.1 數(shù)據(jù)采集終端調(diào)試平臺54-56
• 6.1.2 數(shù)據(jù)中心服務(wù)器平臺56
• 6.2 系統(tǒng)測試及驗證56-61
• 6.2.1 獲取數(shù)據(jù)56-57
• 6.2.2 Matlab仿真57-61
• 6.3 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻63-66
• 附錄66-74
• 申請學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74-75
• 致謝75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 臧彥玲,孫鳳華;歐盟國家水管理的新框架[J];北京水利;2002年05期

2 衛(wèi)開夏;李斌;陳堅禎;;非滿管電磁流量計液位測量方法研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2008年12期

3 金文兵;非滿管管道流量的測量[J];機電工程;2005年01期

4 胡榮祥;盧成;鄭世宗;賈宏偉;;杭嘉湖平原河網(wǎng)地區(qū)農(nóng)業(yè)用水計量方法研究[J];節(jié)水灌溉;2012年04期

5 方輝;韓剛;徐竹青;劉英杰;莊志猛;李純厚;張小亮;;基于C/S和B/S的水產(chǎn)科研管理信息系統(tǒng)的設(shè)計與建立[J];科技管理研究;2011年01期

6 袁加維;董連鵬;;超聲波流量計的分類和選用原則[J];農(nóng)業(yè)與技術(shù);2008年06期

7 苗豫生;海寧;;大口徑供水計量流量計的安裝與管理問題研究[J];中國計量;2012年02期

8 謝仕義;徐兵;;嵌入式Web服務(wù)器的設(shè)計及其CGI實現(xiàn)[J];計算機工程與設(shè)計;2007年07期

9 竇國仁;;明渠和管道中紊流各流區(qū)的統(tǒng)一規(guī)律[J];水利水運科學(xué)研究;1980年01期

10 林家彬;日本水資源管理體系考察及借鑒[J];水資源保護;2002年04期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 衛(wèi)開夏;非滿管電磁流量傳感器若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海大學(xué);2009年

2 李躍忠;多聲道超聲波氣體流量測量關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2010年

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本文編號：378835