基于线性波理论压力式水位测量技术的研究

发布时间：2017-05-10 21:11

  本文关键词：基于线性波理论压力式水位测量技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着2008年四川汶川大地震以来,近几年我国连续遭遇地震、洪灾、雪灾等自然灾害,导致国家的经济财产遭受重大损失。洪水灾害在我国的发生频率很高,是对经济社会、人民生活影响深远的自然灾害。如何运用先进的科学技术来达到水情信息监测的目的,防止灾害的发生并尽早预防是需要研究的重要课题。本文主要对基于线性波理论的压力式水位测量技术进行研究和设计。通过对现有的水位测量技术及水位测量装置进行分析,提出了基于线性波理论的压力式水位测量系统的总体构架,并设计出符合要求的水位测量装置,同时设计出系统的各个功能模块。系统的硬件模块主要有压力传感器模块、电源电路模块、数据无线发送和接收模块和单片机控制模块。压力式水位测量系统以ATmega48微处理器作为硬件主控制器,以ICCAVR编程工具作为软件开发平台,利用MFC工具开发数据采集、存储与显示界面,最后使用MATLAB工具绘制实验波形图。在论文的实现过程中,主要完成了压力传感器的选取、硬件电路的设计、软件程序的开发、各个功能模块的测试、静态水位和动态水位的数据采集、分析、处理与显示。实验研究结果表明,压力式水位测量装置符合实验的要求,各个功能模块测试性能良好,实验数据和预期结果相同,利用线性波理论可以分析动态水位数据,达到水位测量的目的。
【关键词】：压力式传感器 动态水位测量 线性波理论 无线传输
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P335
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-11
• 1.1 水位测量技术国内外发展现状7-8
• 1.2 课题的研究背景及意义8-9
• 1.3 论文研究的主要内容9-11
• 2 压力式水位测量系统总体方案设计与平台搭建11-31
• 2.1 压力式水位测量系统总体方案设计11-15
• 2.1.1 水位测量系统的需求分析11
• 2.1.2 压力传感器的选取11-12
• 2.1.3 压力传感器工作原理12-13
• 2.1.4 压力传感器水位测量原理及在水位测量中的应用13-15
• 2.2 压力式水位测量系统核心硬件平台搭建15-25
• 2.2.1 压力式水位测量系统硬件总体设计15-16
• 2.2.2 MPX53D型压力传感器工作原理及特性16-19
• 2.2.3 ATmega48单片机简介19-21
• 2.2.4 电源模块简介21-23
• 2.2.5 无线传输模块简介23-25
• 2.3 压力式水位测量系统的软件程序设计25-30
• 2.3.1 ATmega48单片机端口初始化配置25-26
• 2.3.2 模数转换器ADC初始化配置及数据转换设计26-28
• 2.3.3 ATmega48单片机串口配置和数据发送28-30
• 2.4 本章小结30-31
• 3 线性波理论概述31-37
• 3.1 波理论31
• 3.2 线性波理论31-35
• 3.2.1 线性波理论解33-34
• 3.2.2 线性波解的讨论—深水波和浅水波34
• 3.2.3 线性波的压力场34-35
• 3.3 线性波理论的应用意义及应用范围35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 基于线性波理论压力式水位测量系统的测试与数据分析37-49
• 4.1 压力传感器测量前检测37-38
• 4.2 前端运算放大器电路测试38-39
• 4.3 软件编程中的程序设计与下载工具39-40
• 4.4 单片机串口通信与无线传输模块系统测试40-42
• 4.5 静态水位测量的数据采集与分析42-44
• 4.6 动态水位测量的数据采集与分析44-48
• 4.7 本章小结48-49
• 5 结束语49-51
• 5.1 工作总结49
• 5.2 进一步改进的工作49-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-54

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 赵驭阳;程勇;;基于CC1101的无线压力检测系统的设计[J];电脑知识与技术;2014年27期

2 赵彬彬;段文洋;;全非线性深水波的Green-Naghdi理论研究[J];哈尔滨工程大学学报;2009年08期

3 张铁军;张晓明;;压力式验潮仪观测数据的处理方法研究[J];海洋测绘;2007年05期

4 郑昭旭;范世红;;基于AT89S52微处理器的电子水位计的设计[J];农业与技术;2012年02期

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1 刘鹏;压阻式压力传感器温度补偿方法实现的研究[D];天津大学;2010年

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本文编号：355481