黑龍江省漠河縣地處我國(guó)最北端,年平均氣溫為-5.5℃,月平均氣溫在0℃之下長(zhǎng)達(dá)8個(gè)月,自然環(huán)境極其惡劣,獨(dú)特的地理環(huán)境使得漠河縣水資源豐富,人均水資源占有量高于全國(guó)平均水平。積雪作為漠河水資源的重要組成部分,每年降雪期為6個(gè)月以上,因此,積雪資源評(píng)估非常重要。河道冰層上積雪深度變化作為影響河水徑流量改變的關(guān)鍵參數(shù),不僅能直觀反映積雪資源變化,還可以間接預(yù)測(cè)河道開(kāi)河信息,對(duì)于實(shí)現(xiàn)水文信息化、建立水文模型以及凌汛等災(zāi)害預(yù)報(bào)都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。漠河縣水位站對(duì)河道上積雪深度檢測(cè)均采用人工測(cè)量,不僅效率低下、不方便進(jìn)行連續(xù)測(cè)量,且存在一定的危險(xiǎn)性,因此,研制一套適用于當(dāng)?shù)丨h(huán)境的積雪深度自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備迫在眉睫。課題是在項(xiàng)目組杜超等人研究的紅外光對(duì)射式雪深檢測(cè)傳感器的基礎(chǔ)上,通過(guò)分析該傳感器在結(jié)構(gòu)上和檢測(cè)原理等方面的優(yōu)缺點(diǎn),研究紅外光在不同介質(zhì)(冰、雪和空氣)中的傳輸特性差異,對(duì)傳感器進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),并設(shè)計(jì)了與傳感器相配備的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。課題研制了具有低功耗、低成本、抗寒等特點(diǎn)的積雪深度自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了河道冰層上方積雪深度定點(diǎn)、連續(xù)、實(shí)時(shí)、自動(dòng)化監(jiān)測(cè),在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)中,主要完成了以下幾...

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究的相關(guān)背景與意義
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 課題研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外雪深檢測(cè)的研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究的主要內(nèi)容
第二章 基于紅外光傳輸特性差異的雪深檢測(cè)原理研究
    2.1 紅外光在冰、雪和空氣中的傳輸特性
    2.2 反射式雪深傳感器檢測(cè)原理
    2.3 本章小結(jié)
第三章 雪深檢測(cè)傳感器設(shè)計(jì)方案
    3.1 傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.2 傳感器電路設(shè)計(jì)與封裝
        3.2.1 譯碼芯片EPM1270T144I5N
        3.2.2 多路模擬開(kāi)關(guān)ADG732
        3.2.3 檢測(cè)單元TCRT5000晶體管
        3.2.4 傳感器PCB設(shè)計(jì)與封裝
    3.3 傳感器實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析
        3.3.1 最佳檢測(cè)距離測(cè)試
        3.3.2 低溫與防水實(shí)驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 雪深自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    4.1 雪深自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    4.2 數(shù)據(jù)采集儀各功能模塊硬件設(shè)計(jì)
        4.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
        4.2.2 電源電路設(shè)計(jì)
        4.2.3 時(shí)鐘模塊電路設(shè)計(jì)
        4.2.4 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
        4.2.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)
        4.2.6 GPRS無(wú)線通訊模塊設(shè)計(jì)
    4.3 太陽(yáng)能供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.4 智能保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 雪深自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    5.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介
        5.1.1 IAREmbeddedWorkbench5.5
        5.1.2 QuartusⅡ13.0
    5.2 采集儀各功能模塊運(yùn)行程序設(shè)計(jì)
        5.2.1 系統(tǒng)運(yùn)行主程序設(shè)計(jì)
        5.2.2 電壓采集程序設(shè)計(jì)
        5.2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序設(shè)計(jì)
        5.2.4 串口數(shù)據(jù)傳輸程序設(shè)計(jì)
    5.3 冰雪情上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 黑龍江漠河江段雪深現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析
    6.1 黑龍江漠河江段雪深監(jiān)測(cè)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)
    6.2 積雪深度判別方法研究
        6.2.1 原始數(shù)據(jù)分析
        6.2.2 雪深算法研究
    6.3 漠河江段積雪深度監(jiān)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
    6.4 結(jié)論
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及獲獎(jiǎng)情況
攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3744159