水库雨水情远程监测及调度管理系统设计——雨量数据采集终端设计开题报告.doc

贵州大学本科生毕业论文（设计）开题报告表论文(设计)名称窗体顶端窗体底端水库雨水情远程监测及调度管理系统设计雨量数据采集终端设计论文（设计） 来源教师选题论文（设计）类型工程（机械）设计指导教师学生姓名学号班级1、 研究或设计的目的和意义： 本课题是水库雨水情远程监测及调度管理系统设计雨量数据采集终端设计。库雨水情信息是水利管理中最重要的基础信息，也是水文预报、水能资源管理、防汛抗旱决策的主要依据。水库雨水情远程监测及调度管理系统是一个集合了采集、传输、处理雨水情信息为一体的实时测报系统，可对水库内的水情和水文数据（如雨量、流量、水位等）进行实时采集和处理，并通过无线网络的方式传输到水库监测控制中心的计算机上，由计算机做出分析判断，并对雨量、水位、库容和闸门状态等信息进行实时显示，合理控制闸门的开启及关闭，提高水库运行和管理的决策水平。本设计将实现对中小型水库雨水情信息进行自动检测，并将检测到信息通过无线网络的方式传输到监测控制中心的计算机上，计算机将进行分析处理，通过对闸门进行控制从而实现对水库的实时调度。二、研究或设计的国内外现状和发展趋势：在20世纪60年代时，我国就开始了对远程监测系统的研究与开发，但由于当时的技术不成熟和成本较昂贵等原因的约束都没有取得太多的成果，而此类系统也始终未能得到大范围地推广和应用。在20世纪70年代中期，国内开始了雨水情监测系统的研究与开发，最初的产品应用于一些水库等实地。当时监测系统产品的工作方式主要是应答式，也有自报式的产品，但是误差相对较大，没能达到实际的应用水平。到了80年代中期，我国逐步重视雨水情监测系统的研究，在这个时期我国建成了多个雨水情监测系统，其中最具有代表性的是应用于黄龙滩的雨水情监测系统，该系统具有洪水预报与防洪调度的功能。20世纪80年代后期，随着微电子技术的发展，计算机网络技术也迅速发展，同时与通信技术极快地融合，基于计算机和数字处理的监测系统也得到了广泛的应用。90年代，我国这一技术领域得到了最为迅速的发展，也是发展最为迅猛的时期，一些较大工程的雨水情监测系统相继建成，其中岩滩、天生桥等水电厂的雨水情监测系统较具有代表性。而如今，各种雨量水位监测系统成品也趋于成熟。近年来我国移动通信系统飞速的发展，现在已经进入4G时代，虽然4G网络还存在诸多的使用问题，但介于传统通信技术和3G网络之间的GPRS技术已经成熟，在这种环境下，基于GPRS的雨水情监测系统也就应运而生了。将GPRS技术引入到无线检测系统中，通过GPRS网络来实现数据的传输。使用已经成熟的移动网络进行数据传输，既可以节省建网初期的巨额投资，在运营期间又无需进行网络维护，运营成本较低。随着雨水情监测系统的发展，在2012年，我国陆续展开了许多水利建设工程，初步形成了较为完善的水利工程体系，水利状况发生了巨大变化。主要包括以下几点：(1) 初步形成了防洪减灾体系；(2) 逐步完善了水资源分布；(3) 初步建立了农田灌排体系；(4) 提高了水土资源保护能力。当前我国水库雨水情远程监测及调度管理系统运用的先进技术有：1） 可靠的传感器技术：我国有各种类型的传感技术，如：声学、光学、力学和化学，系统可自动监测参数的不断变化；2） 可利用的通信技术：有线和无线通信技术，自建和公共通信网等，系统数据的实时传输越来越快捷、准确；3） 计算机与电子技术：从单片机到个人电脑及服务器，从高可靠的数据终端到双机冗余，系统的功能及可靠性在不断提高；4） 网络技术：从局域网到广域网，从数据库到数据共享，为预报提供了更好的数据基础，系统为防汛、水资源的及时调度提供准确数据的能力也越来越强。近年来我国的雨水情监测系统得到了较快的发展，技术上也有了进步，但与目前国际上先进国家的产品相比仍存在一定差距。主要表现在以下几个方面:(1) 用于雨水情自动测报的传感器品种不足，不能扩大应用范围，有些传感器在性能或功能上还不能完全满足要求；(2) 通信手段较为单一，不能满足特殊系统的布网要求；(3) 硬件设备的可行性(主要是MTBF指标)及质量稳定性与国际先进设备相比，还有待进一步提高。发展趋势： （1）传感器设备集成化； （2）自动化设备智能化； （3）发展巡测系统。三、主要研究或设计内容，需要解决的关键问题和思路：设计内容：本课题设计一个应用于中小型水库的雨水情远程监测及调度管理系统。该系统通过雨量数据采集终端和水位数据采集终端实现对水库水位、雨水情信息进行实时性采集，并将采集到的降雨量和水位数据及时的通过无线网络传输到监测控制中心的计算机上，监测控制中心的计算机对传输的数据进行分析处理，对雨量、水位、库容和闸门状态等信息进行实时显示，从而合理控制闸门的开启及关闭，生成各种必要的管理报表和图表。在本设计中重点研究降雨量信息的采集。关键问题和思路： 系统的硬软件设计在易操作性、易维护性、保密性和可扩展性等方面要有具体的措施；系统在停电的状态下能正常的工作；系统要有较强的抗干扰和抗雷电的能力；系统能适应露天无交流市电情况下全天候正常工作。雨量传感器和单片机的合理选取，以及传送方式选择。 四、完成毕业论文（设计）所必须具备的工作条件及解决的办法：1.电脑一台，自行准备；2.图书馆（书籍、学报）、网络（中国知网）、与论文相关的文献等等；3.积累与该课题相关的知识，借鉴别人成功的经验，对查阅文献资料和知识进行整合等，并在老师的精心指导下完成本研究。五、工作的主要阶段、进度与时间安排：设计第1-2周：查阅、收集资料、系统方案论证撰写开题报告。设计第3-5周：硬件系统设计设计第6-8周：软件系统设计设计第9-10周：整理、完善和编写完成设计说明书设计第11周：学生进行毕业答准备、教师批阅设计说明书 设计第12周：毕业答辩、定成绩六、阅读的主要参考文献及资料名称：窗体顶端窗体底端1程晓陶等编著.中国防洪与管理M.北京:中国水利水电出版社,2005.09.2王本德等编著.水库汛限水位动态控制理论与方法及其应用M.北京:中国水利水电出版社,2006.08.3本书编委.最新水库运行管理与环境保护治理及资源开发利用实用手册Z.安徽文化音像出版社2005.4李建忠.单片机原理及应用M.西安:电子科技大学出版社,2008.12.5郭梯云.移动通信M.西安:西安电子科技大学出版社,2002.09.6赵燕.传感器原理及应用M.北京:北京大学出版社,2010.02.7陈书旺等.传感器应用及电路设计M.北京:化学工业出版社，2010.05.8张凡等.Protel电路设计使用指南Z.北京:电子工业出版社,2006.03.9诸邦田.电子电路实用抗干扰技术M.北京:人民邮电出版社,2011.09.10程周.电机与电气控制技术M.北京:电子工业出版社,2009.09.11于安红.简明电