【正文】 系 (教研室 )主任簽名 批準(zhǔn)日期 接受論文 (設(shè)計(jì) )任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行日期 學(xué)生簽名 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 城市河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì) 馬柱柱 （ 陜西理工學(xué)院物理與電信工程學(xué)院通信 1103 班，陜西 漢中 723003） 指導(dǎo)教師：鄭爭(zhēng)兵 [摘 要 ] 目前我國(guó)對(duì)河道水位的監(jiān)測(cè)大部分區(qū)域仍舊處在人工定時(shí)測(cè)量的層次上 ， 隨著經(jīng)濟(jì) 的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步， 傳統(tǒng)的河道水位測(cè)量方法在許多領(lǐng)域已經(jīng)不能滿足人們的要求。 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排 : ─ ：查閱資料（參考文獻(xiàn) 不少于 10 篇），進(jìn)行方案論證，完成開(kāi)題報(bào)告。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，隨著對(duì)社會(huì)勞動(dòng)成本的不斷增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的測(cè)量方法在許多領(lǐng)域已經(jīng)不能滿足人們的要求， 因此，設(shè)計(jì)了城市河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，具體要求如下： 1. 采用超聲波非接觸式測(cè)量方法完成水位測(cè)量 ； 2. 利用 GPRSDTU 模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸功能和報(bào)警功能； ，完成功能調(diào)試。 題 目 城市河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 馬 柱 柱 學(xué)號(hào) 1113024076 所在學(xué)院 物 理 與 電 信 工 程 學(xué) 院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 通 信 工 程 專(zhuān) 業(yè) 1103 班 指導(dǎo)教師 鄭 爭(zhēng) 兵 完成地點(diǎn) 物 理 與 電 信 工 程 學(xué) 院 實(shí) 驗(yàn) 室 2020 年 6 月 3 日 畢業(yè)論文 ﹙ 設(shè)計(jì) ﹚ 任務(wù)書(shū) 院 (系 ) 物理與電信工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 通信 1103 班 學(xué)生姓名 馬柱柱 一、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì) ﹚題目 城市河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì) 二、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚工作自 2020 年 1 月 10 日 起至 2020 年 6 月 10 日止 三、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚進(jìn)行地點(diǎn) : 物理與電信工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室 四、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚的內(nèi)容要求： 目前我國(guó)對(duì)河道水位的監(jiān)測(cè)大部分區(qū)域仍舊處在人工定時(shí)測(cè)量的層次上，比如說(shuō)使用電表、測(cè)鐘、測(cè)繩等半自動(dòng)測(cè)量工具。這些測(cè)量方法不僅會(huì)耗費(fèi)許多人力和物力資源，而且很容易造成很大的人為誤差。 成果形式：實(shí)驗(yàn)樣機(jī)一套。完成不少于3000 字的外文翻譯； ─ ：設(shè)計(jì)硬件電路，編寫(xiě)相關(guān)軟件、完成電路仿真及樣機(jī)調(diào)試； ─ ：完善系統(tǒng)調(diào)試，撰寫(xiě)論文，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)驗(yàn)收等工作； ：整理資料，修改論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 結(jié)合世界上應(yīng)用廣泛的全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)即GSM（ Global System for Mobile Communications），設(shè)計(jì)出來(lái)一款遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)提上了日程。設(shè)計(jì)中介紹了單片機(jī)、 GSM、超聲波的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)設(shè)計(jì)出了相關(guān)的各部分電路原理圖以及軟件流程，軟、硬件相結(jié)合，詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)。s widely used global system for mobile munication system that is GSM (Global System for Mobile Communications), designed a remote alarm system put on the agenda. This paper will present the application to the security system, primarily by the design of MCU and GSM MODEM STC89C52RC posed by Ultrasonic, with the most reliable, mature GSM mobile work in the most intuitive English short message directly to the alarm distance reflected in the user39。 附錄 B 英文文獻(xiàn)譯文 ................................................................................... 41 附錄 C 源程序 ............................................................................................... 47 附錄 D 元器件清單 ....................................................................................... 61 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 61 頁(yè) 1緒論 課題背景 伴 隨著社會(huì)的發(fā)展以及社會(huì)生產(chǎn)力水平的逐漸 提高，大量的農(nóng)村 戶口居民 轉(zhuǎn)入 城市， 使得 城市人口 數(shù)量急速增長(zhǎng)，眾多 城市的人口密度 越來(lái)越大 ， 使得城市 現(xiàn)代化建設(shè) 面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。一座城市，不僅作為一個(gè)地區(qū)的政治中心，更是作為經(jīng)濟(jì)、文化和科技中心，其單位土地的價(jià)值是非常高的。 城市化 快速的發(fā)展已然 改變了城市附近區(qū)域的 河道水位情況 ， 每當(dāng) 遇到 大雨 時(shí)， 河流 總量猛然增大， 經(jīng)常 引起城市洪澇問(wèn)題。 所以 ，城市河道水位 的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是十分有必要 的。然而要建立一個(gè)穩(wěn)定的、可靠地、準(zhǔn)確的城市河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，就必須要解決由人工監(jiān)測(cè)向自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的轉(zhuǎn)變，使用新科技來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì) 。 這些測(cè)量方法不僅會(huì)耗費(fèi)許多人力和物力資源 ，而且很容易造成很大的人為誤差 。本課題所使用的超聲波非接觸式測(cè)量方法，就可以很容易的去解決許多傳統(tǒng)方法所達(dá)解決不了的問(wèn)題。再結(jié)合單片機(jī)上的各個(gè)優(yōu)點(diǎn)，使得該技術(shù)較容易地得到非常廣泛的實(shí)際應(yīng)用。 本 課題 所設(shè)計(jì)的河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 使用的是基于 GSM模塊 的新型遠(yuǎn)程監(jiān) 測(cè) 系統(tǒng) 。 本次 課題綜合運(yùn)用了多種技術(shù)， 并且逐步陳述 了基于 GSM 無(wú)線通信模塊的超聲波河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本原理和具體實(shí)現(xiàn)方法。 經(jīng) 無(wú)線通訊將監(jiān)測(cè)到的城市河道水位數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，通過(guò)與以往測(cè)量記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，經(jīng)過(guò)合理的推測(cè)，可以大致的預(yù)測(cè)出下年的城市河道水位情況，這樣的話，就可以相對(duì)準(zhǔn)確的提前制定下年的城市河道水位管理措施。近幾年來(lái)，隨著自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)和控制工程的蓬勃發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，使得人們對(duì)超聲波測(cè)量技術(shù)的研究更加深入，更加廣泛，同時(shí)也為超聲波測(cè)量技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。； (3)、超聲測(cè)試技術(shù)和材料的物性評(píng)價(jià)相結(jié)合 ,材料的設(shè)計(jì)、加工和工程應(yīng)用迅速發(fā)展 .。 (2)、超聲波的 頻率越高 ,則波長(zhǎng)越短 ,波長(zhǎng)可以小到與超聲傳播媒介材料尺寸相比更小的程度 .在高分辨率探傷、微小厚度測(cè)量、高精度 Mail距中 ,這一點(diǎn)相當(dāng)重要 。 在工業(yè)生產(chǎn)中 ,超聲波被應(yīng)用在金屬材料和部分非金屬材料探傷 ,鋇口厚 ,以及超聲振動(dòng)切削加工、清洗、焊接等行業(yè) .以及進(jìn)行物位、濃度、硬度、溫度等檢測(cè) 。 使用超聲波技術(shù)進(jìn)行水位測(cè)量在國(guó)內(nèi)外的技術(shù)研 究中已經(jīng)有很長(zhǎng)的發(fā)展歷史了。 影響超聲波 測(cè)量精度的除了傳感器的制作 方面的 技術(shù) 之 外，還有發(fā)射電路和接收電路的性能和測(cè)量誤差的修正技術(shù)。現(xiàn)在該技術(shù)不僅用于野外河流環(huán)境的不同指標(biāo)的監(jiān)測(cè)，還用于工業(yè)環(huán)節(jié)中液位的監(jiān)測(cè)。由于超聲波指向性 好 ,能量消耗緩慢 ,在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn) ,因而超聲波經(jīng)常被用于距離的 ,利用超聲波檢測(cè)距離設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單 ,計(jì)算處理也比較簡(jiǎn)單 ,并且在測(cè)量精度方面也能達(dá)到日常使用要求。并且更適合于高溫、高粉塵、高濕度和強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下工作。利用超聲波測(cè)距往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制。超聲波測(cè) 距應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，如工業(yè)自動(dòng)控制，建筑工程測(cè)量和機(jī)器人視覺(jué)識(shí) 別。這些特點(diǎn)可使測(cè)量?jī)x器不受被測(cè)介質(zhì)的影響，大大解決了傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器存在的問(wèn)題，比如，在粉塵多情況下對(duì)人引起的身體接觸傷害，腐蝕性質(zhì)的被測(cè)物對(duì)測(cè)量?jī)x器腐蝕，觸電接觸不良造成的誤測(cè)等。因此，利用超聲波檢測(cè)既 迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單，又易于實(shí)時(shí)控制，在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求。一般來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用接入互聯(lián)網(wǎng)或者企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是這兩種遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)方式一般是以時(shí)間進(jìn)行收費(fèi)，或者是租用或架設(shè)專(zhuān)線，這導(dǎo)致成本過(guò)高。因此針對(duì)本課題中系統(tǒng)對(duì)通信模塊所提出的要 求，綜合考慮，最終選用 GSM 遠(yuǎn)程通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)河道水位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 設(shè)計(jì)的目的和任務(wù) (1)、設(shè)計(jì)目的： 水位數(shù)據(jù)采集： 能夠使用超聲波自動(dòng)監(jiān)測(cè)河道水位 ， 可以對(duì)河道水位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 水位數(shù)據(jù)的 遠(yuǎn)程通信：通過(guò) GSM 模 塊 來(lái) 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信，把現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的 實(shí)時(shí)河道水位 數(shù)據(jù) 通過(guò) GSM 模塊 傳送到 手 機(jī)， 從而對(duì)河道水位的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行 實(shí)時(shí)顯示。