基于彩信圖片信息傳輸技術(shù)的黃河冰情檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究.pdf

1、本課題是在山西省回國(guó)留學(xué)人員科研資助項(xiàng)目“高寒區(qū)冰水情檢測(cè)方法研究及其在萬(wàn)家寨水電大壩冰情監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用（項(xiàng)目編號(hào):2012-045）”、水利部黃河水利委員會(huì)黃河水利科學(xué)研究院技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目“黃河冰情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)”、以及水利部2012年公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目“黃河冰情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)（項(xiàng)目編號(hào):201201080）”資助下進(jìn)行的一項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用研究。
　　 由于特殊的地理環(huán)境影響，冰凌災(zāi)害目前已成為威脅黃河中

2、上游地區(qū)人民生命與財(cái)產(chǎn)安全最主要的自然災(zāi)害，采用現(xiàn)代化的科技手段建設(shè)有效的黃河冰凌災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)是我國(guó)防汛減災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)的一項(xiàng)迫切任務(wù)。
　　 雖然國(guó)家水利部水文司已于1994年1月1日公布了關(guān)于“河流冰情觀測(cè)規(guī)范”(SL59-93)的中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但是由于黃河特殊的地理環(huán)境，使得目前對(duì)黃河河道進(jìn)行實(shí)時(shí)冰情檢測(cè)仍然十分困難。為了能夠?qū)S河的冰情進(jìn)行檢測(cè)以對(duì)冰凌災(zāi)害進(jìn)行預(yù)報(bào)，改善黃河冰情檢測(cè)治理的落后局面，本論文提出采用GP

3、RS移動(dòng)通信技術(shù)，在黃河冰凌汛期遠(yuǎn)程獲取河道現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)冰凌圖像信息，利用單片機(jī)技術(shù)、帶彩信協(xié)議GPRS無(wú)線通信模塊、圖像捕獲和圖像壓縮編碼功能模塊，用單片機(jī)根據(jù)控制串口攝像頭圖像采集和壓縮處理，采集圖像以彩信的形式發(fā)送至管理人員的手機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)冰層厚度、冰凌圖像的無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)從而為防凌決策部門(mén)提供參考依據(jù)，這將對(duì)維持人民正常生活秩序以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供保障，具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 為實(shí)現(xiàn)上述監(jiān)測(cè)技術(shù)，本文從以下四個(gè)方

4、面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究:
　　 1.查閱大量的國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，了解掌握了國(guó)內(nèi)外冰情監(jiān)測(cè)的技術(shù)方法，在總結(jié)現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，使用基于空氣、冰與水的物理特性差異的冰情監(jiān)測(cè)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)冰層厚度、冰下水位等的測(cè)量，并在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上添加了圖像監(jiān)測(cè)以及溫度感應(yīng)監(jiān)測(cè)等功能模塊，從而使河道冰情監(jiān)測(cè)更加立體化。
　　 2.對(duì)本論文中圖像監(jiān)測(cè)部分所涉及的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和彩信傳輸技術(shù)進(jìn)行了理論研究。在了解GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包

5、括它的概念及特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)組成、工作原理和在各類(lèi)行業(yè)中的應(yīng)用情況，以及彩信傳輸技術(shù)，包括彩信傳輸?shù)母拍?、WAP技術(shù)協(xié)議、彩信技術(shù)原理及實(shí)現(xiàn)方式以及與SMS和EMS的區(qū)別等情況之后，確定了彩信圖像監(jiān)測(cè)的可行性和實(shí)施方案。
　　 3.選用廣州譜泰公司GPRS模塊PTC01進(jìn)行的彩信圖像傳輸實(shí)驗(yàn)。
　　 4.考慮到黃河萬(wàn)家寨水利大壩周?chē)默F(xiàn)場(chǎng)情況，為保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)計(jì)了專用的太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，并且改進(jìn)了冰情監(jiān)測(cè)傳感器的