發(fā)布時(shí)間：2021-05-08 02:40

　　近幾年,南北極地區(qū)常年累積的海冰以及冰川曾在溫室效應(yīng)的影響下融化現(xiàn)象日益嚴(yán)重,這不僅威脅到地球上生物的生存繁衍,也關(guān)系到全球氣候的變化。不僅如此,每年我國寒冷地區(qū)在冬季都會發(fā)生江河結(jié)冰的情況,這與該地區(qū)居民的日常生活息息相關(guān),也影響到水庫水量檢測、水上運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。為了加強(qiáng)對于冰凌災(zāi)害的預(yù)防能力、為冰層厚度檢測提供一種精確、可靠的檢測手段,本課題以介質(zhì)的介電理論和電容感應(yīng)技術(shù)為理論基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了基于不同介質(zhì)的介電性差異來測量冰層厚度的冰層厚度檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含上位機(jī)與冰層厚度檢測儀兩部分,通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。上位機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收、存儲和顯示;冰層厚度檢測儀以MSP430單片機(jī)為核心,包括正弦波發(fā)生電路、測量單元擴(kuò)展電路、數(shù)據(jù)存儲電路、濾波電路、整流電路、數(shù)據(jù)通訊電路等。該系統(tǒng)功耗低、功能多、測量準(zhǔn)確、可實(shí)現(xiàn)對待測區(qū)域的長期實(shí)時(shí)檢測。本論文的研究成果可以應(yīng)用于極地海冰、冰川層、北方地區(qū)近海海岸冰層等變化的定點(diǎn)連續(xù)自動監(jiān)測,為北方地區(qū)冬季河流冰凌災(zāi)害預(yù)報(bào)、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測、冬季道路、航空、海港安全運(yùn)行等提供一種實(shí)用的檢測理論與技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段,具有重要的理論研究和工程實(shí)用價(jià)值。 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的意義
    1.2 冰層厚度的檢測研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 冰厚測量方法研究
    2.1 引言
    2.2 冰和水兩種介質(zhì)的介電原理
        2.2.1 概述介電理論
        2.2.2 水和冰的介電性能
        2.2.3 水結(jié)冰過程中電容變化的實(shí)驗(yàn)及分析
    2.3 基于電容感應(yīng)技術(shù)的冰層厚度檢測原理
    2.4 本章小結(jié)
第3章 冰層厚度檢測系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
    3.1 冰層厚度檢測系統(tǒng)構(gòu)成
    3.2 冰厚測量模塊
        3.2.1 正弦波發(fā)生電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 有源濾波電路設(shè)計(jì)
        3.2.3 電容采集電路設(shè)計(jì)
        3.2.4 整流電路設(shè)計(jì)
    3.3 數(shù)據(jù)采集控制模塊
        3.3.1 LCD12864液晶顯示電路設(shè)計(jì)
        3.3.2 數(shù)據(jù)存儲電路設(shè)計(jì)
        3.3.3 串行通信接口設(shè)計(jì)
        3.3.4 時(shí)鐘芯片接口設(shè)計(jì)
        3.3.5 測量單元擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)
        3.3.6 電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
    3.4 GPRS數(shù)據(jù)傳輸電路設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 冰層厚度檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    4.1 冰厚檢測儀軟件設(shè)計(jì)
        4.1.1 冰層厚度檢測儀主程序設(shè)計(jì)
        4.1.2 SD存儲模塊程序設(shè)計(jì)
        4.1.3 GPRS/GSM通訊模塊軟件設(shè)計(jì)
    4.2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
        4.2.1 上位機(jī)的用戶界面設(shè)計(jì)
        4.2.2 串行口通訊的設(shè)計(jì)
        4.2.3 GPRS模塊通訊方式的設(shè)計(jì)
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄：冰層厚度檢測儀電路圖
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于電容感應(yīng)技術(shù)的定點(diǎn)冰層厚度檢測方法機(jī)理與應(yīng)用研究[D]. 竇銀科.太原理工大學(xué) 2010
[2]新型電容傳感器測量流動濕蒸汽濕度的研究[D]. 寧德亮.哈爾濱工程大學(xué) 2007

碩士論文
[1]利用空氣、冰與水的電容特性差異進(jìn)行冰層厚度自動化監(jiān)測的理論與應(yīng)用研究[D]. 程鵬.太原理工大學(xué) 2008
[2]基于空氣、水、冰電容差異的冰層厚度測量系統(tǒng)[D]. 郭宏亮.太原理工大學(xué) 2007



本文編號：3174509