本文關(guān)鍵詞：基于高精度滴水傳感器洞穴自動采樣系統(tǒng)的研究與設(shè)計

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【摘要】：我國水資源短缺情況較為嚴(yán)重,人均水資源量僅為世界人均水平四分之一左右,是全球人均水資源最貧乏的國家之一。隨著工業(yè)發(fā)展、城鎮(zhèn)化提速以及人口數(shù)量的膨脹,隨之產(chǎn)生嚴(yán)重的水域污染,淡水水質(zhì)惡化的問題。所以,尋找新的淡水資源和研究如何合理利用淡水資源已刻不容緩。在我國大部分地區(qū)和城市,地下水基本成為他們的唯一性水源。地下水是淡水資源的重要組成部分,其水質(zhì)較好、分布廣泛、污染少、存儲能力較好等多方面的優(yōu)點均被人們所認(rèn)可,因此,人們對地下水的開發(fā)利用程度越來越高。目前主要是以孔隙水為主,巖溶水、裂隙水為輔。但是,由于不合理開采和嚴(yán)重污染,孔隙水量急劇下降,水質(zhì)惡化導(dǎo)致可使用的量少之甚少。云南省巖溶分布占全省面積的28.14%,全省129個市區(qū),其中115個有巖溶分布。而大氣降水是巖溶水和裂隙水的主要補給來源。云南地處著名的亞洲季風(fēng)氣候區(qū),夏季,降水量偏多；而冬季,降水稀少,氣候干燥。所以,研究巖溶水和裂隙水的分布和污染狀況變成了非常重要的課題。地下水資源開發(fā)和研究領(lǐng)域,我國的技術(shù)不夠成熟,主要是依靠人工收集采樣,不僅浪費大量人力和物力,而且結(jié)果不盡人意。為此,本文設(shè)計了地下溶洞水滴自動監(jiān)測采樣系統(tǒng),此系統(tǒng)的MCU是基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的LPC1768微控制器,軟件是基于C語言的Keil MDK進(jìn)行編程,硬件是由多個功能模塊組成,主要包括電源模塊、雨滴檢測模塊、存儲模塊、繼電器驅(qū)動模塊和按鍵選擇模塊等。雨滴檢測模塊是采用心音采集水滴信號并且經(jīng)過電路優(yōu)化使其穩(wěn)定輸出以便于MCU識別和讀取。另外,還采用緩存的方式,解決大容量存儲問題,同時也利用低功率模式將耗電量降到最低。經(jīng)過反復(fù)的測試,其結(jié)果表明,本文設(shè)計的水滴檢測模塊,能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定的完成溶洞水滴的監(jiān)測,并結(jié)合其他模塊實現(xiàn)了自動采樣的功能,達(dá)到預(yù)期的效果,為地下水監(jiān)測和采樣提供了保障。
【關(guān)鍵詞】：溶洞 微處理器 水滴監(jiān)測 存儲 自動采樣
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P641.7;TP212
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 研究背景及意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀9
• 1.3 本文的課題來源9-10
• 1.4 研究內(nèi)容及本文結(jié)構(gòu)分布10-13
• 1.4.1 研究內(nèi)容10-11
• 1.4.2 本文結(jié)構(gòu)分布11-13
• 第二章 系統(tǒng)關(guān)鍵的技術(shù)原理13-19
• 2.1 MCU選型及其技術(shù)原理13-19
• 2.1.1 LPC1768簡介13
• 2.1.2 LPC1768特性13-14
• 2.1.3 LPC1768常用功能介紹14-19
• 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計19-39
• 3.1 系統(tǒng)硬件總體構(gòu)架設(shè)計19
• 3.2 高精度滴水傳感器的研究與設(shè)計19-28
• 3.2.1 傳感方法和核心傳感器的選擇20-22
• 3.2.2 高精度水滴傳感器裝置結(jié)構(gòu)的研究和設(shè)計22-25
• 3.2.3 水滴傳感器的處理電路設(shè)計25-28
• 3.3 實時時鐘部分28-31
• 3.4 USB存儲部分的設(shè)計與實現(xiàn)31-32
• 3.4.1 系統(tǒng)緩存模塊31-32
• 3.4.2 USB存儲模塊設(shè)計32
• 3.5 其余部分電路設(shè)計32-35
• 3.5.1 紅外光電開關(guān)32-33
• 3.5.2 電機(jī)與電磁閥控制電路33-34
• 3.5.3 控制面板電路34-35
• 3.6 電源模塊35-36
• 3.7 采樣機(jī)械裝置設(shè)計36-38
• 3.8 本章小結(jié)38-39
• 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計39-45
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境39
• 4.2 主程序設(shè)計39-41
• 4.3 子程序設(shè)計41-44
• 4.3.1 雨滴中斷子程序41-42
• 4.3.2 取樣中斷子程序設(shè)計42-44
• 4.3.3 顯示中斷子程序設(shè)計44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第五章 實驗數(shù)據(jù)及分析45-49
• 5.1 系統(tǒng)電路板設(shè)計45-46
• 5.2 水滴數(shù)據(jù)分析46-48
• 5.3 本章小結(jié)48-49
• 第六章 總結(jié)與展望49-51
• 6.1 總結(jié)49-50
• 6.2 展望50-51
• 附錄51-55
• 參考文獻(xiàn)55-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間完成的科研成果57-59
• 致謝59

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本文編號：874652