基于GPRS灌區(qū)輸配水渠道流量自動監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、我國是世界上人均淡水資源最缺乏的十三個國家之一，因此實施有效的節(jié)水措施對于水資源的可持續(xù)利用具有重要的意義，我國又是一個農(nóng)業(yè)大國，灌區(qū)灌溉用水的浪費是造成農(nóng)業(yè)水資源大量流失的重要原因，因此研究新型的灌區(qū)量水設(shè)備和對傳統(tǒng)量水方法的創(chuàng)新是保證節(jié)水措施能否貫徹實施的重中之重，科學(xué)現(xiàn)代化的灌區(qū)量水不僅是合理調(diào)度灌溉水源、正確執(zhí)行用水計劃、加強用水管理的必要措施，而且是衡量灌溉管理水平和灌溉水利用率高低的重要技術(shù)手段。
　　農(nóng)田用水主要通過

2、輸配水渠道進(jìn)行灌溉，傳統(tǒng)的估算流量的方法造成了水資源的大量浪費，因此實行輸配水渠道流量實時自動計量監(jiān)測非常有必要。灌區(qū)量水管理主要包括渠道各個測點液位數(shù)據(jù)采集、明渠流量的監(jiān)測及用水規(guī)劃的制定等工作，其中明渠流量實時監(jiān)測是其核心內(nèi)容之一。灌區(qū)量水的科學(xué)自動化管理不僅是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉管理智能化的必然趨勢，同時也是傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利進(jìn)化發(fā)展的顯著標(biāo)志。因此，研究并設(shè)計一套測量精度高、性能穩(wěn)定的灌區(qū)渠道流量監(jiān)測系統(tǒng)，對于發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，推進(jìn)水利信息

3、化建設(shè)具有重要的意義。
　　基于上述原因，本課題結(jié)合灌區(qū)的實際情況，利用GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計了基于GPRS灌區(qū)輸配水渠道流量自動監(jiān)測測系統(tǒng)。本裝置采用超聲波液位傳感器、流速儀、步進(jìn)電機(jī)等原件構(gòu)成的灌區(qū)輸配水渠道流量監(jiān)測系統(tǒng)，可以將傳感器采集的數(shù)據(jù)，通過GPRS模塊無線傳輸給監(jiān)測中心的上位機(jī)進(jìn)行分析處理。系統(tǒng)以較低的成本實現(xiàn)灌區(qū)測流系統(tǒng)的自動化和信息化，且現(xiàn)場無需人工值守，節(jié)省人力和物力。
　　結(jié)合“基于GPRS灌區(qū)

4、輸配水渠道流量自動監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計”，本課題完成了以下幾部分的研究內(nèi)容:
　　(1)根據(jù)課題的應(yīng)用需求，針對系統(tǒng)中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)的研究，確定了整個課題的總體設(shè)計方案。
　　(2)利用超聲波液位傳感器完成對農(nóng)田輸配水渠道液位的測定，根據(jù)超聲波傳播速度與溫度的關(guān)系，選擇合適的溫度傳感器并設(shè)計溫度補償電路加以校正，從而提高液位測量的精度。
　　(3)利用流速儀完成對農(nóng)田輸配水渠道流速的測定。測量時，學(xué)習(xí)對普朗德-卡門對數(shù)模式

5、下對施測垂線平均流速計算的方法，從而提高測量斷面平均流速的精度。
　　(4)設(shè)計一套定比例自動跟蹤流速點的裝置。利用步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的機(jī)械特性，將步進(jìn)電機(jī)連接流速儀跟蹤到普朗德-卡門對數(shù)模式積點法的位置，實現(xiàn)渠道斷面的平均水流速的自動跟蹤測量。
　　(5)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀的選型以及內(nèi)部模塊硬件、軟件的設(shè)計，在低功耗的原則下，保證現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集儀在無人堅守的情況下能夠穩(wěn)定準(zhǔn)確地工作。
　　(6)針對灌區(qū)各監(jiān)測站點距離長的特點，