無人值守水文站通訊及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、水文信息監(jiān)測是一項非常重要和有意義的工作，及時、準確的水文數(shù)據(jù)是有效實施預(yù)測預(yù)報、防汛減災(zāi)等工作的關(guān)鍵。隨著科技進步和經(jīng)濟的發(fā)展，人力成本越來越高，水文信息監(jiān)測向著無人值守的智能化發(fā)展。針對目前的一些無人值守水文站無法直接測量流速和流量信息，本文提出了一種新型無人值守水文站。它除了能像現(xiàn)有的無人值守水文站直接測量水位外，還能直接測量流速，并通過積寬法來實現(xiàn)流量的測量。
　　根據(jù)無人值守水文站的功能需求和工作環(huán)境特點，本文重點研究無

2、人值守水文站的水位、流速及流量測量、通信方式和無人值守水文站的控制系統(tǒng)，并開發(fā)了用于無人值守水文站的監(jiān)測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，并結(jié)合無人值守水文站的需求，最終選擇GPRS通信網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)遠程通信，而無人值守水文站的局部通信則由ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)來完成，并選用相應(yīng)的工業(yè)通信模塊來具體實現(xiàn)通信任務(wù)。綜合對比了各種單片機的性能特點并結(jié)合無人值守水文站的要求，開發(fā)了以STM32F103ZET6

3、為主控芯片的監(jiān)測終端控制器，并為其設(shè)計了豐富的輸入/輸出接口、通訊接口等資源。開發(fā)了以太陽能電池加蓄電池為主的適用于野外工作的無人值守水文站的電源系統(tǒng)。
　　水文信息的測量:選用雷達水位計來測量水位數(shù)據(jù);選用雷達流速儀測量流速;選用積寬法來完成流量的測量。具體的方法是使用一臺移動式雷達流速儀沿著橫跨河流的纜索測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算出流量。根據(jù)水文監(jiān)測系統(tǒng)的功能和工作機制，規(guī)劃了水文監(jiān)測系統(tǒng)的通信協(xié)