毕业设计水库控制系统.docx

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毕业设计水库控制系统

摘要

在水资源利用方面，对流量、水质等参数的测量非常重要，但很多水库资源在高山地区，难以对其进行实时监测。

无线通讯技术的迅速发展和普及，为远程监控系统的实现提供了理想的平台，因此越来越多的水文站把基于无线通讯技术的监控系统作为水利系统自动化管理的新手段。

而随着水利自动化技术不断发展，水利系统的自动化水平逐步提高，各水库都能通过远程监控系统逐渐实现少人、无人监管的管理模式，以提高生产效益。

本文主要探讨了基于无线通讯的模拟水库监测系统的设计问题。

该系统要求对水库的水位，流量等参数进行远程实时监测，能控制阀门开/关，调节水位的高度，保证水库的安全。

设计思路是在下位端利用单片机将传感器采集的水库信息进行处理，将处理好的数据通过CC1100无线模块传送到上位机端，在上位机上可以清楚地观察水库的实时情况。

上位机对信息进行监测分析，并将分析后的信息反馈回到下位端，通过单片机控制步进电机正反转，模拟阀门开/关，来控制水库水位和流量，保证水库的安全。

近年来，本课题在国内外已受到非常多的关注与研究，并且不断地得到改进，在实际应用中也取到了较好的效果，具有非常好的应用推广价值。

关键词：

水库；CC1100；单片机；自动化

Abstract

Inwaterresourcesutilization,themeasurementofparameterssuchastherainfall,flow,waterquality,etc.Theseareveryimportant,butalotofreservoirresourcesareinthealpineareas,itisdifficulttomonitoritinrealtime.Rapiddevelopmentandpopularizationofwirelesscommunicationtechnology,whichhaveofferedtheidealplatformforrealizationofthelong-rangemonitoringsystem,somoreandmorehydrometricstationsregardmonitoringsystembasedonwirelesscommunicationtechnologyasthesystematicautomaticmanagementnewmeansofwaterconservancy.Andastheautomatictechnologyofwaterconservancyisbeingdevelopedconstantly,theautomaticlevelofthewaterconservancysystemisbeingimprovedprogressively,everyreservoircanrealizethemanagementmodethatfewpeople,nobodysupervisesgraduallythroughthelong-rangemonitoringsystem,inordertoimprovetheproductivityeffect.

Thistexthasmainlyprobedintothedesignquestionbasedonsimulationreservoirmonitoringsystemofthewirelesscommunication.Thissystemrequiresthewaterleveltothereservoir,theflowismonitoredwhentheparameteriscarriedonlong-rangeandreally,cancontrolvalveturnonoroff，heighttoregulatewaterlevel,securitytoguaranteereservoir.Mentalityofdesigningtoutilizeone-chipcomputergoon,dealingwithreservoirinformationthattransducergatherinthenextend,itisonesthathandlewelldatauntilCC1100conveytomoduleswirelessforlocationmachine,inlocationcansituationsreal-timetoobservereservoirclearly.Golocationplanegoon,monitor,analyzedtoinformationandinformationfeedbackanalyze,gotbacktothenextend,control,andwalkintoelectricalmachinerytobepositiveandnegativetolookaroundthroughone-chipcomputer,simulationvalveturnonoroff,controllingreservoirwaterlevelandflow,guaranteethesecurityofthereservoir.Inrecentyears,subjectthispaycloseattentiontothefactandstudyaverymanyonealreadyathomeandabroad,andisbeingimprovedconstantly,fetchinpracticalapplicationtobetterresult,havingverygoodapplicationvaluetopopularize.

Keyword:

Reservoir;CC1100;Monolithicintegratedcircuit;Automation

引言

水库是我国防洪和蓄水广泛采用的工程措施之一。

随着计算机及无线通信技术的发展，水库自动监测的信息采集、处理及发布已完成手工方式向自动方式的转变。

通过建设水文站实时监控系统，利用先进的无线通讯监控手段对水库信息实施监测。

采用CC1100无线网络实时网上传输水文数据，能实现对水库及其附属建筑物及管理区进行全面视频监控。

长期以来，水文工作者都是，靠手测、目测收集水文信息。

直接影响到测报的精度和成果质量。

利用无线监控系统采集数据，不但可提高精确度，还可以使水文工作者告别传统的工作方式。

在通常情况下，由于水文站点在地理位置上分布较广或位置较偏僻。

并且与监控中心的距离较远，利用传统的有线连接方式，线路铺设成本高昂，而且施工周期长，同时，因为物理因素如河流山脉等障碍而难以架设线缆。

而且水文信息安全防范要求高，采用有线通讯在遇到刮风、暴雨、决口等灾害时，线路一断，水文信息就无法及时传递上去，因此有线传输的抗灾性比较差，难以适应高可靠性要求，加之流域地形复杂、偏僻，铺设光纤成本也比较高。

相比之下，无线通信布线简单、方便，抗灾性比较好，成本也比较低，可大量节省投资。

本文中提到的CC1100水文数据无线监控解决方案可很好地解决上述问题。

用户采用无线水库监测系统，无需铺设网络电缆，可迅速方便地采集各种需要的实时数据资料，建立新的无线监控系统或对现有的无线监控系统进行扩展，具有很强的灵活性和可扩充性。

可实现真正意义的实时水文信息的采集和监控、统一管理。

本课题所研究的水库监测系统采用了自动控制、计算机网络和无线通讯新技术，具有实时信息自动采集、传输、视频监控、远程数据和图像传输、信息、查询等功能。

系统应用了单片机，传感器，CC1100无线模块，步进电机等元器件。

可实时监控管理区水库的实时参数。

该监控系统采用无线传送，传递速度快，系统结构简单。

被监控点实时采集的数据文件通过无线网络通信线路及时地传输给监控中心，实时动态地报告被监测点的情，及时发现问题并进行处理，既方便又简捷。

并可确保系统在各种恶劣天气情况下，都能正常运行，满足系统各种信号相互传输的准确性。

可全面实现水文信息采集自动化、数字化和网络化。

大大提高了水库了安全系数和水资源利用率。

1绪论

1.1本课题的发展现状

当前，我国水资源的短缺已严重影响了经济的可持续发展，可以说已经成为社会经济稳定增长的瓶颈。

水资源时空分布严重不均，人口众多和传统工业经济发展速度较快等因素加剧了缺水问题；严重的水污染又使缺水问题日益突出，随着流域内经济的快速增长和人口的增加，水资源的供需矛盾将越发急剧。

因此，充分利用水资源，防治水污染已成当务之急！

在大力加强节水、保护水质，实现水资源的可持续利用的前提下，如何提高现有水资源的管理水平就显得尤为重要，是一直困扰我们的难题。

在很多偏远山区或河流的峡道口，都建立了各型的水库，它们的作用毋庸置疑。

通过水库的作用，可以充分合理地利用水资源。

有了水库的蓄水功能，我们就可以充分地将水能转化为所需的能源，对社会经济的发展有着很深远的影响。

但福兮祸所依，水库同时存在很严重的隐患。

如若控制不当，其结果必导致巨大的灾难。

因此，在大力加强节水、保护水质，实现水资源的可持续利用的前提下，如何提高现有水库的管理水平就显得尤为重要。

长期以来，水文工作者都是靠手测、目测收集水文信息。

直接影响到测报的精度和成果质量。

利用无线监控系统采集数据，不但可提高精确度，还可以使水文工作者告别传统的工作方式。

在通常情况下，由于水文站点在地理位置上分布较广或位置较偏僻。

并且与监控中心的距离较远，利用传统的有线连接方式，线路铺设成本高昂，而且施工周期长，同时，因为物理因素如河流山脉等障碍而难以架设线缆。

而且水文信息安全防范要求高，采用有线通讯在遇到刮风、暴雨、决口等灾害时，线路一断，水文信息就无法及时传递上去，因此有线传输的抗灾性比较差，难以适应高可靠性要求，加之流域地形复杂、偏僻，铺设光纤成本也比较高。

1.2本课题的发展趋势

CC1100模块的无线通讯性能非常好，可以高效稳定地完成信息传输任务，而且操作简单，能克服复杂的环境，传送的数据不容易受到外界的干扰，使得上位机能接收到水库完整的信息，以对其进行准确地监测分析。

随着我国社会经济的快速发展，对水资源的需求越来越大，换言之，水库的重要性越来越显著，对水库的管理力度必须加大。

我国山区多，极易发生自然灾害，合理地控制水库的参数，可以减少很多损失。

本课题所研究的模拟水库监测系统采用的是无线远程监测，它的实用性非常强，能有效地监测建在偏远山区人力难至的水库的实时参数，而且在原设备老化的情况下，能够轻松地进行更新和扩展，省却了大量的人力物力，工作效率也大大提高。

在要求全球自动一体化的现代社会，它是相当有研究价值的。

因此，该系统有着很大的发展潜力，基于无线通讯的水库监测系统定会得到非常广泛的应用。

1.3本课题的研究意义和目的

在通常情况下，由于水库在地理位置上分布较高或位置较偏僻。

并且与监控中心的距离较远，利用传统的有线连接方式，线路铺设成本高昂，而且施工周期长，同时，因为物理因素如河流山脉等障碍而难以架设线缆。

长期以来，水文工作者都是靠手测、目测收集水库水文信息，直接影响