基于单片机的甘泉湖坝口漂浮物清理系统的设计【说明书论文开题报告外文翻译】
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基于单片机的甘泉湖坝口漂浮物清理系统的设计【说明书论文开题报告外文翻译】,基于,单片机,甘泉,湖坝口,漂浮,清理,清算,系统,设计,说明书,仿单,论文,开题,报告,讲演,呈文,外文,翻译
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目 录摘 要 .IIIAbstract .IV第一章 绪论 .11.1 课题研究的背景 .11.2 课 题 研 究 的 意 义 .31.3 漂浮物治理国内外现状 .31.4 本 课 题 的 研 究 内 容 .5第二章 坝口漂浮物清理 .62.1 坝口漂浮物清理的途径 .62.2 现在坝口漂浮物清理所需资源 .7第三章 系统硬件设计 .83.1 系统的方案选择 .83.2 系统的工作原理 .83.3 单片机的选择 .83.4 红外检测模块 .113.5 步进电机模块 .133.6 GSM 模块 .143.7 其他模块 .15第四章 系统软件设计 .184.1 主程序设计 .184.2 子程序设计 .18第五章 系统实物制作 .215.1 实物的焊接 .215.2 器件清单 .215.3 程序的编译 .21I5.4 系统的调试 .215.5 实物的演示 .215.6 漂浮物的打捞 .23第六章 总结 .25参考文献 .26附录 1 系统原理图 .27附录 2 系统程序清单 .28致谢 .35II基于单片机的甘泉湖坝口漂浮物清理系统的设计摘 要近年来，随着人们生活条件的提高，生活垃圾也越来越多，环境的问题也日趋严重。随之而来的便是河流上有大量的的漂浮物。如果不及时清理，将会影响航道运行、发电机正常运转，而且会严重破坏生态平衡。由于河流水面过于宽广，并且漂浮物体积庞大等问题的存在，如果人工进行打捞，将会花费大量的人力无力、成本高、效率低。本文以甘泉湖大坝为例，利用红外对射管，在大坝口实行漂浮物的自动检测处理，检测到的漂浮物，便开始打捞，检测不到就不工作，节省人力物力，并且可以很好地达到净化水库的目的。本文选用STC89C52 单片机作为步进电机的控制芯片，使用红外对射管判断是否出现漂浮物，接收管接收不到红外线则出现漂浮物，驱动芯片驱动步进电机开始打捞。通过不断调试，该设计满足要求。关键词：STC89C52 单片机；红外对射管；打捞 ；漂浮物IIIThe design of Ganquan lake dam mouth floating debris clean-up system based on singlechipAbstractIn recent years, with the improvement of peoples living conditions, living garbage is becoming more and more, the problem of environment is also becoming increasingly serious.A lot of debris on the river is certainly followed. If it is not cleared in time, it will influence the channel operation,the normal operation of generator, and also will seriously destroy the ecological balance.Since the water surface of the river is too broad and the existence of the huge floater,it will spend manpower and material resources,and also will have high cost and low efficiency with artificial salvage.This paper takes ganquan lake dam as an example.It uses the infrared correlation tube to automatically detect the debris in the dam mouth.The moment it detects the floater,it begins to salvage.If it can not detect the floater, it dont work.So it can save manpower ,material resources and its a good way to achieve the purpose of purifying reservoir.This paper chooses STC89C52 single-chip microcomputer as the motor control of the stepper motor and uses infrared correlation to judge whether there is floater.If the receiving tube can not receive infrared ray,the floater appears and the driver chip driver stepper motor to start salvaging.Through continuous debugging, the design meet the requirements.Keywords:STC89C52 microcontrolle; Infrared ray tube; salvage; Floats.0第一章 绪论1.1 课题研究的背景近来，随着生活的发展，环境的问题也日趋严重，河流上的漂浮物也大量存在，由于水面浩大并且垃圾的漂浮分布等问题，如果人工进行打捞，将费时费力。同时漂浮物也带来了极大的危害，在此，我们以甘泉湖大坝为例，在大坝口实行漂浮物的自动检测处理以达到净化水库的目的。水利工程的漂浮物处理一直是一个“世界性难题” ，三峡集团一直出动“清漂一号”等大量船只对漂浮物进行打捞处理，浪费了大量的资源，时间。采用红外探测可以很好地解决这一问题，即可以节约大量人力资源，探测，处理的也比较完善，很少会有“漏网之鱼” ，同时检测到漂浮物动作，检测不到就不动作也符合现代化的智能控制。本课题要求利用红外发射管和红外接收管来判定水面上是否有漂浮物，如果有漂浮物红外发射管发出的红外线被挡住照射不到对面的红外接收管上，接收头的输出脚与单片机的外部中断链接，由单片机驱动电机对漂浮物进行打捞。1.1.1 甘 泉 湖 大 坝甘泉湖在南京江宁，之所以取名甘泉湖是因为他的泉水甘甜。这里距南京市城区仅23公里。景区大部分由天然的森林、山峦以及湖泊等等生态环境兴建而成面积一万八千亩。景区是一个依山傍水的大型生态园，整个园区完美的利用了天然的森林、山峦及湖泊等生态环境。民族村是指苗族、白族、傣族、纳西族、佤族、哈尼族、壮族等等多种少数民族组成 的 村 落 ， 我 么 可 以 欣 赏 到 名 族 对 歌 以 及 名 族 舞 蹈 ； 你 也 可 以 选 择 一 些 惊 险 刺 激 的 运动 来 放 松 自 己 的 心 情 。 “甘 泉 湖 ”景 区 自 从 面 向 社 会 开 放 以 后 成 为 南 京 市 靠 近 郊 区 农业 旅 游 的 一 个 新 的 亮 点 ， 已 接 待 游 客 数 十 万 之 上 ， 也 是 广 大 南 京 及 周 边 地 区 人 民 休 闲 、度 假 的 一 个 好 去 处 。 如 图 1-1所 示 。图 1-1 甘泉湖生态旅游区1生 活 的 高 速 发 展 ， 人 们 对 生 活 的 享 受 不 可 避 免 的 带 来 了 大 量 的 生 活 垃 圾 ， 加 上自 然 天 气 等 等 因 素 ， 在 坝 口 处 会 存 在 着 大 量 的 漂 浮 物 ， 对 于 这 些 漂 浮 物 的 处 理 也 变 得日 趋 严 重 。图 1-2 所 示 ， 漂 浮 物 太 多 ， 处 理 起 来 消 耗 巨 大 的 人 力 物 力 。图 1-2 漂浮物处理 1.1.2 漂 浮 物 的 来 源 与 危 害1.来 源 ：（ 1） 自 然 中 的 垃 圾 ， 植 物 掉 落 的 根 、 枝 、 叶 、 杂 草 等 等 受 到 雨 水 冲 刷 后 漂 入 的 自然 漂 浮 物 ；（ 2） 生 活 里 的 垃 圾 ， 人 类 生 产 活 动 的 加 剧 和 管 理 不 好 导 致 生 活 垃 圾 倒 入 河 流 形 成人 工 漂 浮 物 ；（ 3） 水 里 产 生 的 生 物 ， 水 体 过 于 营 养 化 造 成 的 绿 萍 、 水 葫 芦 等 形 成 的 水 生 植 物 漂浮 物 ；（ 4） 冬 天 河 面 的 浮 冰 ， 寒 冷 地 区 的 冰 块 以 及 冰 屑 造 成 的 固 体 漂 浮 物 。2.危 害 ：（ 1） 影 响 水 的 质 量 ， 漂 浮 物 漂 在 水 中 , 一 些 会 慢 慢 腐 烂 、 变 质 , 产 生 有 害 物 质和 气 体 , 对 水 体 造 成 污 染 , 并 且 影 响 空 气 质 量 。（ 2） 影 响 船 只 的 安 全 航 行 ， 当 水 面 漂 浮 物 比 较 多 时 , 可 能 会 缠 绕 住 螺 旋 桨 , 影响 船 只 正 常 航 行 。（ 3） 破 坏 了 水 面 景 观 ， 大 量 的 水 面 漂 浮 物 很 难 看 , 特 别 是 白 色 的 漂 浮 物 , 很 大程 度 上 影 响 了 三 峡 水 面 景 观 , 给 中 外 旅 客 留 下 了 不 良 的 印 象 。2（ 4） 影 响 电 站 的 发 电 效 率 ， 葛 洲 坝 水 利 枢 纽 运 行 的 20 年 以 来 , 每 年 汛 初 以 及主 汛 期 , 长 江 上 游 有 大 量 的 漂 浮 物 漂 向 坝 前 , 很 多 漂 浮 物 堆 积 在 电 厂 的 进 水 口 前 沿 、同 时 吸 附 在 电 厂 的 拦 污 栅 上 ,挡 住 水 轮 机 发 电 机 组 进 水 口 流 入 的 水 流 , 对 枢 纽 的 稳 定运 行 构 成 很 大 威 胁 同 时 影 响 到 机 组 发 电 效 率 。1.2 课 题 研 究 的 意 义2010 年的三峡大坝：三峡集团派出大型得清漂船只“三峡清漂 1 号”以及 12 艘机驳船一起在大坝上游的近坝禁航区清理漂浮物 1。其中， “三峡清漂 1 号”每天处理垃圾的体积超过了 1500 立方米，比主汛期前多了三分之一 2。清漂 1 号如图 1-3 所示：三峡坝区旁的秭归县当时也根据漂浮物清理应急准备的预案，组织了 10 多艘船只和60 多人的清漂队伍在所辖水域进行清漂 3。到 8 月 8 日，秭归县已为清漂工作出动船舶374 船次，清漂工人共计 2000 多人次 4。图 1-3 三峡清漂 1 号由上我们可以得出对漂浮物的治理如此费时费力，所以本课题的设计很有必要，通过电机的自动运转来处理漂浮物，可以达到节省大量人力，物力等，节约了大量的资源，符合可持续发展的要求。1.3 漂浮物治理国内外现状国 内 外 目 前 水 利 水 电 工 程 在 漂 浮 物 治 理 措 施 上 大 概 有 下 面 几 个 方 面 ：国 内 ：1.设 置 清 污 机 械 以 及 拦 污 栅 在 电 站 进 口 处 ， 这 是 一 个 主 要 的 防 漂 措 施 。 我 们 在 设置 拦 截 装 置 的 形 状 大 小 以 及 安 装 地 点 前 需 要 根 据 漂 浮 物 的 种 类 以 及 特 性 来 决 定 。2.在 电 站 进 水 口 处 一 般 布 置 在 飘 浮 物 较 多 的 河 道 的 上 游 设 置 导 、 截 漂 设 施 并 辅 以3泄 水 建 筑 物 排 漂 ， 这 样 流 到 这 里 的 漂 浮 物 就 可 以 顺 着 它 流 到 旁 边 而 不 造 成 影 响 6。3.采 用 合 理 的 枢 纽 布 置 以 及 调 度 运 用 方 式 来 解 决 厂 前 漂 浮 物 问 题 。国 外 ：为 了 保 护 我 们 赖 以 生 存 的 环 境 ， 保 护 海 岸 生 态 环 境 ， 合 理 的 去 处 理 海 洋 中 的 漂 浮垃 圾 。 在 参 议 院 的 通 过 下 ， 日 本 在 2009 年 公 布 了 海 岸 漂 浮 物 处 理 推 进 法 。 这 个法 律 是 针 对 近 年 以 来 影 响 海 洋 环 境 的 漂 浮 物 ， 其 制 定 目 的 是 清 理 海 洋 垃 圾 。 这 部 法 律规 定 了 漂 浮 物 的 处 理 方 法 以 及 将 责 任 固 定 到 具 体 的 ， 提 高 每 个 人 的 义 务 意 识 。 我 国 制定 海 洋 垃 圾 处 理 的 法 律 可 以 参 考 这 部 法 律 5。1.责任的明确化 该法中规定清理漂浮物的海岸管理者和其他相关人员的责任应该分工化且明确化，同时根据海岸漂浮物中的岸土地的拥有者应努力保持其管理或拥有的土地的清洁；（2）市町村应该全力协助管理者或海岸土地的拥有者保护海岸环境；（3）为了推进海岸管理者或者海岸土地的拥有者顺利的清理海岸漂浮物，都道府县有提供必要技术上的支持和其他援助等义务。 2.抑制海岸漂浮物的发生多样性以及不同状态，积极的推进顺利处理。海岸漂浮物中有来自陆地的，也有海上的。之所以会在海滩、海岸边发现这些垃圾是因为这些垃圾会随洋流或者海风漂到其他地方，同时由垃圾的分布也反映出国民环保意识的布告。漂浮物的出现不仅仅只是该海岸本身地域的问题，所有的地域都应该共同的注意这个问题，应该作出一定的举措去防止海岸漂浮物的产生。 3.多种主体的分配任务以及合作的确保 为了积极推动海岸漂浮物的治理，提高国民意识，该法提出国家、地方上的公共团体、国民、民间团体等各主体应该适当地分配任务并且相互合作。 （1）国家和地方公共团体应该与这些民间团体保持密切联系和合作，大力支援其环保活动，认识到其在处理漂浮物的问题上起到的重要作用；（2）国家和团体在帮助民间自发团体的时候要保证其安全问题得到重视；（3）海岸漂浮物来源很广，有从临国漂至本国海岸的，同时也有从本国到临国海岸的，海岸漂浮物的解决是全球国家的共性课题，所以国家在制定漂浮物治理对策的时候，应该在外交上采取一定的措施，加强和提高国际间的合作，一起解决海岸线漂浮物问题 6。 4.财政上的措施 在海岸漂浮物的治理上，政府有实施必须的财政举措的义务。 （1）公共团体治理从非本地的其他地方流至离岛或其他地点的海岸线漂浮物时所需的大量金钱，政府对此应该给予财政上的特别支持；（2）政府应该积极的肯定民间团体在推进海岸漂浮物治理对策上起到的重要作用，在财政上给与充分的支持，使其能够顺利进行
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