远程自动计量分水闸门控制系统开发

发布时间：2017-06-17 02:05

  本文关键词：远程自动计量分水闸门控制系统开发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：远程自动计量分水闸门是实现灌区信息化的关键设备。我国灌区水利工程的信息化起步较晚,对于有计量功能的远程自动闸门的研究尚在起步阶段,信息管理水平低。国外进口产品价格昂贵、操作复杂、水情适应性差,无法全面推广使用。本文研究开发满足我国灌区使用的远程自动计量分水闸门系统,对于实现灌区精确化配水、科学调度和信息化管理具有重要作用。 远程自动计量分水闸门控制系统通过将流量测量、上下游水位和闸门控制结合为一个整体来精确控制渠道内输水。通过解耦控制使水位波动降至最低,确保所有农田供水稳定；通过按需供水及订水计算机网络化,提高农业用水利用率,用水户可根据自己需要通过手机或网络订水,调水系统控制相应的闸门定时定量的分水灌溉。 在闸门终端的硬件设计中,选取STM32-F407IGT处理器作为主控芯片,设计了存储电路、电机驱动电路、数据采集电路、GPRS通信模块、电源模块、屏幕显示等功能模块。利用明渠测流原理和传感测量技术,实现了闸门的计量功能。利用物联网技术实现闸门远程控制。 在软件系统中,闸门终端开发了多种工作模式,满足灌区渠道的各种使用要求,计算实时流量并传送至远程控制调水中心；远程调水中心软件主要功能包括：灌区所有自动计量闸门的远程实时监控、各级用户用水与订水信息管理、流域历史水情分析等。 最后,对远程自动计量闸门性能进行了实验验证。通过模拟实验验证了流量计算公式的正确性及确定了各种流态系数。通过实际应用验证了闸门测流的准确性。实验证明远程自动计量闸门系统运行稳定、测流精度高、操作简单、水情适应性强,满足灌区信息化建设的要求。
【关键词】：自动计量闸门 远程动态调水 明渠测流 远程无线控制
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S277.9
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-12
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.1.1 课题来源9
• 1.1.2 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外发展现状10
• 1.3 论文主要研究内容10-11
• 1.4 本章小结11-12
• 2 系统总体设计方案12-18
• 2.1 计量闸门测流原理12-14
• 2.2 控制系统原理及结构14-15
• 2.2.1 闸门控制系统原理14-15
• 2.2.2 闸门控制系统结构15
• 2.3 系统主要设备选型15-17
• 2.3.1 处理器选型15-16
• 2.3.2 GPRS模块16
• 2.3.3 传感器选型16-17
• 2.3.4 电源17
• 2.4 本章小结17-18
• 3 控制系统硬件平台开发18-37
• 3.1 硬件系统总体结构18
• 3.2 处理器概述18-19
• 3.2.1 ARM处理器简介18-19
• 3.2.2 STM32-F407IGT6处理器简介19
• 3.3 主控板电路19-25
• 3.3.1 存储电路19-20
• 3.3.2 电机驱动电路20-21
• 3.3.3 数据采集接口21-24
• 3.3.4 JTAG调试接口24-25
• 3.3.5 主控板实物图25
• 3.4 电源电路25-27
• 3.4.1 供电系统原理及设计25-26
• 3.4.2 电源电路原理设计26-27
• 3.4.3 电源转换模块实物图27
• 3.5 无线通信(GPRS)模块27-31
• 3.5.1 SIM900A模块介绍27-28
• 3.5.2 SIM900A电路图28-29
• 3.5.3 无线通信模块电源设计29-30
• 3.5.4 SIM卡接口设计30-31
• 3.5.5 GPRS模块实物图31
• 3.6 屏幕显示模块31-36
• 3.6.1 RA8875电路设计31-33
• 3.6.2 电源电压33-35
• 3.6.3 屏幕电路实物图35-36
• 3.7 本章小结36-37
• 4 控制系统软件开发37-45
• 4.1 闸门终端控制软件37-41
• 4.1.1 软件界面模块37-39
• 4.1.2 工作模式切换39
• 4.1.3 参数显示与设置39-40
• 4.1.4 远程设置与控制40-41
• 4.1.5 闸门现场操作41
• 4.2 远程调水控制软件41-44
• 4.2.1 数据库表的设计41-43
• 4.2.2 全流域动态调水软件43-44
• 4.3 本章小结44-45
• 5 远程自动计量分水闸门实验与应用45-53
• 5.1 直板闸门出流模拟实验45-48
• 5.1.1 实验方案设计45-46
• 5.1.2 自由出流实验过程及结果46-47
• 5.1.3 淹没出流实验过程及结果47-48
• 5.2 回龙灌区现场实验48-49
• 5.3 敦化灌区现场实验49-51
• 5.4 北赵南干渠现场实验51-52
• 5.5 本章小结52-53
• 结论与展望53-55
• 结论53
• 展望53-55
• 参考文献55-58
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文58-59
• 致谢59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：457039