基于组态王与MATLAB的地下水位监测系统设计

发布时间：2017-09-25 19:23

  本文关键词：基于组态王与MATLAB的地下水位监测系统设计

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【摘要】：近年来我国国民经济发展速度迅猛，煤矿资源逐年递增开采量，开采的深度也不断增加。煤炭资源的开采利用在为国民发展提供能源保障，推动国家快速发展的同时，矿井安全问题也不容忽视。影响煤矿安全生产的灾害多种多样，矿井透水是其中一个重要问题。在我国，煤井下重大溃水和透水事故频繁发生，威胁矿工生命安全，让国家财产遭受巨大损失，产生了不良的社会影响。地下水监测预警已成为保证煤矿安全生产的重要因素。因此，设计开发矿井地下水位监测系统，为煤矿企业生产安全提供技术支持，在减少人员伤亡和国家财产损失方面具有重大意义。 本课题利用现代测控技术及GPRS无线通信技术研究开发地下水位监测系统。其中包括现场水位测控终端的设计、GPRS的无线数据传输的设计、基于组态王与MATLAB的数据运算监测中心的设计等，实现了对地下水位的实时监测以及水位的预测功能。本课题主要研究了国内外地下水位无线监测系统的现状和神经网络算法在地下水位预测中的应用，提出基于组态王与MATLAB的地下水位监测系统的总体设计方案。 本系统现场数据采集终端主要由MSP430单片机和宏电H7710GPRS DTU构成，负责水位、温度等数据的采集、存储和发送，依托GPRS网络与Internet网络实现数据的远程传输。然后结合RBF神经网络算法，在MATLAB中进行数据的分析和处理。最后在组态王中显示数据结果和相关信息，可以进行相应处理操作，实现对地下水位的预测和系统的最优化管理。组态王与MATLAB共同组成上位机管理系统。 本课题设计开发的地下水位监测系统经实验测试，数据拟合能力良好，符合预期要求。能够保证工作人员对煤矿企业的生产安全进行统一、科学、实时和高效的管理。为煤矿安全生产提供可靠保证，提高煤矿企业的科学管理水平，为技术人员的管理决策提供科学的理论依据，为预测矿井水位变化趋势提供数据资料。提高了水文资料的准确率，促进了煤矿企业的科学化和标准化管理。 最后，对本设计进行总结，分析所取得的研究成果，提出系统中存在的缺点和不足，并对系统的进一步改进和完善提出了想法，，为本课题的继续研究打下基础。
【关键词】：神经网络 MSP430 无线通信技术 组态王 水位监测
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD745;TP274
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 课题研究的背景及意义8
• 1.2 国内外地下水位监测技术发展概况8-9
• 1.2.1 国外地下水位监测技术发展概况8-9
• 1.2.2 国内地下水位监测技术发展概况9
• 1.3 论文的主要研究内容9-10
• 1.4 论文内容安排10-11
• 第二章 人工神经网络的应用11-19
• 2.1 人工神经网络模型11-12
• 2.2 人工神经网络模型的结构12-13
• 2.2.1 前馈型神经网络12-13
• 2.2.2 反馈型神经网络13
• 2.3 神经网络的学习方法13-15
• 2.3.1 相关学习14
• 2.3.2 纠错学习14-15
• 2.3.3 无导师学习15
• 2.4 前向网络及其主要算法15-17
• 2.4.1 感知器16-17
• 2.4.2 RBF 网络17
• 2.5 地下水位 RBF 网络的调整规则及其实现17-19
• 第三章 基于组态王与 MATLAB 的地下水位监测系统总体设计19-21
• 3.1 监测系统总体设计方案19
• 3.2 监测系统的工作原理19-20
• 3.3 监测系统各部分介绍20-21
• 3.3.1 数据运算监测管理中心20
• 3.3.2 现场数据采集终端20
• 3.3.3 系统数据传输20-21
• 第四章 基于 MSP430 的现场数据采集终端设计21-30
• 4.1 现场数据采集终端的整体设计及仪器选型21-24
• 4.1.1 控制器 MSP430 的选型21-22
• 4.1.2 液位传感器的选型22
• 4.1.3 GPRS DTU 模块选型22-24
• 4.2 数据采集终端各接口电路的设计24-27
• 4.2.1 最小系统设计24-27
• 4.3 数据测控终端的软件设计27-30
• 第五章 水情监测系统上位机软件的设计30-38
• 5.1 上位机监控界面组态设计30-32
• 5.1.1 组态王简介30
• 5.1.2 上位机监控界面设计30-32
• 5.2 组态王与 MATLAB 的 DDE 链接32-35
• 5.2.1 组态王 6.55 中的 DDE 配置32-33
• 5.2.2 MATLAB 的 DDE 设置33-35
• 5.3 组态王与 GPRS 的通讯配置35-38
• 5.3.1 宏电 H7710 GPRS DTU 的设置35-36
• 5.3.2 组态王 6.55 通讯设备配置36-38
• 第六章 MATLAB 程序设计及实验结果分析38-42
• 第七章 总结与展望42-43
• 参考文献43-45
• 致谢45

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 吴勇军;;智能数据采集系统设计与实现[J];电脑学习;2007年01期

2 郑华;吕伟珍;;基于组态王和Matlab的双容水箱液位控制[J];中国农机化;2012年02期

3 吴新忠;陈更林;;DDE技术在基于组态软件的测控系统中的应用[J];国外电子测量技术;2005年12期

4 戚文云;刘惠德;郭向坤;刘海新;;基于GIS的矿山水文地质信息管理系统的研究与开发[J];河北建筑科技学院学报;2006年04期

5 王金晨;何印洲;亓希龙;;基于MSP430F149的实时可存取数字温度系统设计[J];可编程控制器与工厂自动化;2011年11期

6 朱明;;基于网络的矿井水文动态监测智能预警系统的研究与应用[J];中州煤炭;2007年05期

本文编号：919162