無(wú)人值守水文站通訊及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、水文信息監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)非常重要和有意義的工作，及時(shí)、準(zhǔn)確的水文數(shù)據(jù)是有效實(shí)施預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、防汛減災(zāi)等工作的關(guān)鍵。隨著科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人力成本越來(lái)越高，水文信息監(jiān)測(cè)向著無(wú)人值守的智能化發(fā)展。針對(duì)目前的一些無(wú)人值守水文站無(wú)法直接測(cè)量流速和流量信息，本文提出了一種新型無(wú)人值守水文站。它除了能像現(xiàn)有的無(wú)人值守水文站直接測(cè)量水位外，還能直接測(cè)量流速，并通過(guò)積寬法來(lái)實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量。
　　根據(jù)無(wú)人值守水文站的功能需求和工作環(huán)境特點(diǎn)，本文重點(diǎn)研究無(wú)

2、人值守水文站的水位、流速及流量測(cè)量、通信方式和無(wú)人值守水文站的控制系統(tǒng)，并開發(fā)了用于無(wú)人值守水文站的監(jiān)測(cè)終端控制器及其專用電源系統(tǒng)。
　　綜合比較現(xiàn)有的各種通信技術(shù)的特點(diǎn)，并結(jié)合無(wú)人值守水文站的需求，最終選擇GPRS通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，而無(wú)人值守水文站的局部通信則由ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成，并選用相應(yīng)的工業(yè)通信模塊來(lái)具體實(shí)現(xiàn)通信任務(wù)。綜合對(duì)比了各種單片機(jī)的性能特點(diǎn)并結(jié)合無(wú)人值守水文站的要求，開發(fā)了以STM32F103ZET6

3、為主控芯片的監(jiān)測(cè)終端控制器，并為其設(shè)計(jì)了豐富的輸入/輸出接口、通訊接口等資源。開發(fā)了以太陽(yáng)能電池加蓄電池為主的適用于野外工作的無(wú)人值守水文站的電源系統(tǒng)。
　　水文信息的測(cè)量:選用雷達(dá)水位計(jì)來(lái)測(cè)量水位數(shù)據(jù);選用雷達(dá)流速儀測(cè)量流速;選用積寬法來(lái)完成流量的測(cè)量。具體的方法是使用一臺(tái)移動(dòng)式雷達(dá)流速儀沿著橫跨河流的纜索測(cè)量各垂線處的水流速度，并結(jié)合水深信息與河流截面形狀計(jì)算出流量。根據(jù)水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能和工作機(jī)制，規(guī)劃了水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的通信協(xié)