【正文】 4 電源控制：通過太陽能電池板對監(jiān)測系統(tǒng)充電，需要解決如何將監(jiān)測系統(tǒng)電 ’ 源控制在正常工作范圍內(nèi)。根據(jù)區(qū)域情況合理選擇外部存儲設(shè)備來滿足存儲需要。 1． 3 本課題的主要內(nèi)容 1． 3． 1研究內(nèi)容 水情監(jiān)測系統(tǒng)的功能主要是完成水情數(shù)據(jù)的監(jiān)測、存儲和傳輸，本次設(shè)計由單片 機(jī)控制的水情監(jiān)測系統(tǒng)主要包括一下幾個內(nèi)容： 1 水情數(shù)據(jù)采集：通過 SDI． 12 總線協(xié)議，單片機(jī)可以連接至多十個傳感器，可 以同時采集水庫、水文、雨量等水情數(shù)據(jù)。目前雨量傳感 器主要為翻斗式雨量計，水位傳感器有浮子式、氣泡式水位計和雷達(dá)水位計。 傳感器是實現(xiàn)監(jiān) 測及控制的首要環(huán)節(jié)，一般傳感器【 6J 有模擬式和數(shù)字式兩類，模 擬式傳感器，在和計算機(jī)及數(shù)字化儀器相連的時候采用 A／ D 轉(zhuǎn)換器把模擬量轉(zhuǎn)換為 數(shù)字量，且易受電磁干擾，不利于遠(yuǎn)距離傳。特別是近幾年，我國的水情自動監(jiān)測系統(tǒng)有了不小的發(fā)展。在 80 年代中期，我國已較快的速度改 進(jìn)了自己的技術(shù)基礎(chǔ)，建成了一些自己的水情自動監(jiān)測系統(tǒng)。 90 年代以后，國際 上多家公司推出了功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣的產(chǎn)品，在水利、水電、氣象以及各類要求監(jiān) 測水文、氣象參數(shù)的專業(yè)領(lǐng)域都適時地得以應(yīng)用。在 1976 年時美國 SM 公司與美國天然氣局合作研制了一套水情自動測報設(shè)備【 4】。因此，在綜合研究中國水情監(jiān)測實際 情況的基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)出一種多功能、可靠性高、維護(hù)方便，可適用于水文、水庫、 雨量監(jiān)測的綜合 性自動化監(jiān)測系統(tǒng)具有重要的實際應(yīng)用價值。由于不 同地區(qū)的不同實際情況，因此需要對不同區(qū)域采用不同的方法來采集和傳輸實時數(shù) 據(jù)，因此對監(jiān)測設(shè)備的要求不同。如若在三峽區(qū)域設(shè)計一個基于水庫、水文、雨量的水情 監(jiān)測系 統(tǒng)，可以綜合分析三峽區(qū)域水情，可以實時了解三峽水情來實現(xiàn)三峽區(qū)域水情的合理 調(diào)控。究其原因除了有植被 及天然蓄洪湖泊遭到嚴(yán)重破壞，現(xiàn)有土建防洪工程尚不足以抗衡特大暴雨洪峰以外， 報汛不及時，水情不明也是導(dǎo)致災(zāi)情加重的重要原因【 2】。 45 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………………． 46 IV 工程碩士論文 基于單片機(jī)的水情監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 1 緒論 1． 1 選題背景 我國地域遼闊，地形復(fù)雜，又地處亞洲季風(fēng)區(qū)，氣候異常，河流來水量變化劇烈， 暴雨洪水頻發(fā)。．。．．．．．。．．．．．．．．。．．。．．。．．．．。．．．．．。 38 5 ． 3 ． 1 無 效 塊 的 識別……………………………………………………………． 39 5 ． 3 ． 2 頁 賣……………………………………………………………………………………………。 3l 5 監(jiān)測站軟件系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………………… 32 5 ． 1 總體軟件設(shè)計…………………………………………………………………。：…………………。 2 1 ． 3 ． 2 內(nèi)容安排…………………… ……………………………………………．． 2 2 系 統(tǒng) 設(shè) 計 指 標(biāo) 與 總 體 方案……………………………………………………………． 4 2 ． 1 系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)…………………………………………………………………… 4 2 ． 1 ． 1 技術(shù)指標(biāo)…………………………………………………………………． 4 2 ． 1 ． 2 基本功能…………………………………………………………………． 4 2 ． 2 總體方案………………………………………………………………………… 5 2 ． 2 ． 1 雨 量 遙 測 站 設(shè) 計 方案……………………………………………………． 5 2 ． 2 ． 2 水 庫 監(jiān) 測 站 設(shè) 計 方案……………………………………………………．． 6 2 ． 2 ． 3 水 文 遙 測 站 設(shè) 計 方案……………………………………………………． 7 2 ． 3 本章小結(jié)………………………………………………………………………… 8 3 基 于 單 片 機(jī) 的 水 情 監(jiān) 測 技術(shù)………………………………………………………… 9 3 ． 1 單 片 機(jī) 原 理 及 接 口 技術(shù)…………………………… ………………………………9 3 ． 1 ． 1 單 片 機(jī) 的 選擇……………………………………………………………一 9 3 ． 1 ． 2AT89C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu)………………………………………………………一 9 3． 1． 3 AT89C51 引 腳 及 功能……………………………………………………． 10 3 ． 1 ． 4 時鐘振蕩電路設(shè)計……………………………………………………… 12 3 ． 1 ． 5 開 關(guān) 式 復(fù) 位 電 路 設(shè)計………………………………… …………………12 3 ． 1 ． 6 電源電路電路設(shè)計……………………………………………………… 12 3 ． 2SDI ． 12 總線……………………………………………………………………………………………． 13 3 ． 2 ． 1SDI ． 12 電氣接口………………………………………………………… 14 3． 2． 2 SDI ． 12 通 訊 協(xié) 議 … … … … … … … … … … … … …一……………………． 14 3． 2． 3 SDI ． 12 的 命 令 和 響應(yīng)……………………… …………………………… 15 3 ． 2 ． 4 7 SDI ． 12 的時序………………………………………………………………… 1 III 目錄 工程碩士論文 3． 2． 5 SDI ． 12 的流程圖…………………………………………………………… 17 3． 2． 6 SDI ． 12 與RS． 232…………………………………………………………………………．． 19 3 ． 3 本章小結(jié)………………………………………………………………………… 20 4 監(jiān)測站硬件系統(tǒng)設(shè)計…………………………………………………………………。 論文的結(jié)尾對本次設(shè)計做一個整體總結(jié)和展望，以期能對基于 SDI． 12總線的信 號采集、存儲和傳輸?shù)南嚓P(guān)應(yīng)用提供一個有益的參考。 在軟件方面，采用 C 語言編程。系統(tǒng)由 12V 直流電源供電。因此，完善的水 情監(jiān)測有助于中心站實時監(jiān)測各地水情，并對各種突發(fā)狀況做出及時、合理的措施來 防止災(zāi)害的發(fā)生和降低災(zāi)害所造成的破壞。 研究生簽名： 碑 文咿年 7月『 7 日 工程碩士論文 基于單片機(jī)的水情監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 摘要 我國地處季風(fēng)氣候區(qū)，暴雨洪水頻發(fā)。肛年／；月 t夕日 學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 南京理工大學(xué)有權(quán)保存本學(xué)位論文的電子和紙質(zhì)文檔，可以借閱或 上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部內(nèi)容，可以向有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交并 授權(quán)其保存、借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部內(nèi)容。與我一同工作的同事對本學(xué)位論文做出的貢獻(xiàn)均已在論文 中作了明確的說明。168。168。168。 南宦理二大學(xué) 碩士學(xué)位論文 基于單片機(jī)的水情監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 王國偉 指導(dǎo)教師： 王重副塾援 萱生紅直級王猩垣 論文級多 IIJ． 工程亟177。 作者單位： 國圓皇左型堂盟究院 出版時間： 壘 Q!窒生墨旦 洲 Y… 2四 0俐 6 168。 ii● I 洲 5Ⅲ 9 168。168?！瘛?