水資源對一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國家安全都至關(guān)重要,對水資源及其環(huán)境監(jiān)測就顯得尤為重要。隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展,合理利用自然水資源為灌區(qū)提供灌溉將是未來的趨勢。一套水資源監(jiān)測系統(tǒng)能夠節(jié)省大量人力物力,為農(nóng)業(yè)灌溉提供科學(xué)支撐。不同的河流其側(cè)重點(diǎn)及其檢測方法均不相同。通過研讀大量國內(nèi)外水資源監(jiān)測系統(tǒng),并多次來到黃河河岸進(jìn)行調(diào)研考察,根據(jù)實(shí)地觀測設(shè)計(jì)了一套以STM32為核心處理芯片的全天候監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)融合了數(shù)據(jù)采集、無線傳輸技術(shù)、光纖傳輸技術(shù)及云平臺上傳等技術(shù)。首先,闡述了水資源監(jiān)測系統(tǒng)的背景及意義,并介紹了國內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀。據(jù)此制定了系統(tǒng)整體框架,同時(shí)確定了系統(tǒng)的檢測指標(biāo),并對傳感器進(jìn)行了選型。其次,根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)科學(xué)合理的傳輸網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)分為兩級,第一級為ZigBee無線傳輸,第二級為光纖傳輸,最終利用TCP/IP協(xié)議上傳到Web服務(wù)器上。再次,根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)了所需要的硬件系統(tǒng),并呈現(xiàn)了部分關(guān)鍵硬件電路圖。包括ARM控制系統(tǒng)、LCD顯示電路及Web模塊等電路。然后,根據(jù)已經(jīng)完成的硬件系統(tǒng),完成其軟件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的檢測,及各模塊的通信。并完成現(xiàn)場調(diào)試。最后,對整個(gè)論文的... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

河套灌區(qū)模型

內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文6第二章系統(tǒng)框架及傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.1系統(tǒng)總體架構(gòu)2.1.1灌區(qū)現(xiàn)狀本課題的目標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)于黃河灌區(qū)的水資源監(jiān)測系統(tǒng)。目前巴彥淖爾的河套灌區(qū)是由上百個(gè)監(jiān)測點(diǎn)組成的一個(gè)龐大系統(tǒng)，每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)都因?yàn)槠洳煌牡乩憝h(huán)境及周圍建筑物等影響，必須要采用不同的監(jiān)測方法，河套灌區(qū)模型如圖2.1所示。圖2.1所示的塔為灌區(qū)自建的4G塔，因運(yùn)營商4G費(fèi)用太高，故而自行建立信號塔用于傳輸，其系統(tǒng)框架如圖2.2所示。圖2.1河套灌區(qū)模型Figure2.1Modelofhetaoirrigationarea圖2.2河套灌區(qū)整體系統(tǒng)框架Figure2.2Overallsystemframeworkofhetaoirrigationarea

內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文8模塊終端；3.ZigBee無線模塊：將各終端數(shù)據(jù)通過無線方式傳送到本地監(jiān)測站，其中ZigBee分為終端和協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器需要承擔(dān)本地監(jiān)測站的數(shù)據(jù)初步整合；4.ARM控制系統(tǒng)：在總控制中心，用來將遠(yuǎn)程傳回的數(shù)據(jù)就行整合解析，并將數(shù)據(jù)通過TCP/IP協(xié)議傳送到Web服務(wù)器；5.Web服務(wù)器：將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)布到Web瀏覽器，方便局域網(wǎng)內(nèi)用戶隨時(shí)查看。系統(tǒng)框架如圖2.3所示。圖2.3系統(tǒng)框架Figure2.3Systemframework2.2傳感器的選型2.2.1系統(tǒng)檢測指標(biāo)本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件開發(fā)需要達(dá)到的性能指標(biāo)：采集系統(tǒng)巡檢周期：①渠道水情信息采集系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求比較高，采用廣播輪詢方式，數(shù)據(jù)更新時(shí)間根據(jù)總線設(shè)備的數(shù)量為2~15秒；②地溫信息相對變化緩慢，采用定時(shí)采集方式，周期為5分鐘；通訊方式：通訊距離30m以內(nèi)的采用有線通訊方式（RS485），30-100m通訊采用無線通訊方式（ZigBee），遠(yuǎn)距離使用光纖通訊。傳輸速率以及協(xié)議：9600bps，自定義通訊協(xié)議；電源：室內(nèi)使用220V交流電源，保證在停電情況下，監(jiān)測系統(tǒng)仍可使用72小時(shí)；野外無市電接入條件的采集點(diǎn)使用太陽能板供電，滿足采集系統(tǒng)用電需要，可以在連續(xù)陰天的情況下工作72小時(shí)。野外采集設(shè)備工作電流要求：系統(tǒng)休眠狀態(tài)不大于5mA、系統(tǒng)工作狀態(tài)不大于150mA、系統(tǒng)處于通訊狀態(tài)不大于250mA；水位計(jì)量程及精度：0.3-10m，2cm誤差；

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3229343