低成本灌区流量监测系统研究

发布时间：2020-05-22 05:13

【摘要】：我国是一个农业大国,灌区灌溉用水的浪费是造成农业水资源大量浪费的重要原因。因此,对传统量水方法进行创新以及对更高效、更精确的灌区量水设备进行研究是保证灌区节水措施能否贯彻实施的重中之重。精确的灌区量水不仅是合理调度灌溉水源、正确执行用水计划、加强用水管理的必要措施,而且是衡量灌溉管理水平和灌溉水利用率的重要技术手段。根据农业节水的实际要求,本论文将设计一套低成本灌区流量监测系统,主要研究内容和结果如下:(1)根据农业节水的实际要求,以“按需灌溉”为指导思想,确定了该监测系统的研究思路。在系统地研究灌区实时流量监测和统计等相关问题的基础上,并通过对易于获取的渠道参数、磁致伸缩液位传感器输出的实时水位数据的采集,通过MSP430F169单片机的A/D转换模块的数据转换,将水位信息用GSM无线短信模块发送到灌区流量监测系统进行信息处理,精确计算灌区实时流量。从而可以科学地指导灌溉过程,有效地调节水资源的供需利用。(2)根据系统设计各模块的特性,从系统功能出发,将系统分为两个功能模块,确定了系统的总体设计框架。然后按照低成本、高可靠性、低功耗的设计原则,分别设计了灌区水位远程监测终端和基于Visual Basic 6.0的灌区流量监测系统。(3)灌区流量监测系统使用Visual Basic 6.0语言编程,实现串口接收短信内容。接收短信内容包括时间信息、渠道类型信息和实时水位信息等数据,监测系统对接收到的信号进行分析,根据渠道类型对灌区渠道实时水位进行流量计算,并在监测界面进行显示。(4)最终开发了一套低成本、实用性强的渠道水流量实时监测系统,在完成系统各功能模块的设计与调试的基础上,进行系统的组装、综合测试,将系统运用于实验中,通过实验运行效果验证系统的整体功能,并考虑设计系统安装支架及保护装置,从而使得系统能够稳定长期地工作。系统运行稳定,效果良好,能够实现准确的信息采集,具有较好的推广应用前景。本系统还要继续集成整合,对各个模块的软硬件要不断的优化设计,系统性能有待进一步提高。
【图文】：

示意图,流量监测,灌区,系统安装

第二章系统总体设计低成本灌区流量监测系统在各功能模块软硬件协同工作的基础上运作，且系统总体计关系到灌区流量监测系统是否能够开发成功。本章将详细介绍灌区流量监测系统的际需求，提出低成本灌区流量监测系统的设计原则、关键技术与理论及控制策略，，并此基础上提出系统的总体结构，并对其工作原理进行阐述（杨朝虹等 2004）。1 系统需求分析低成本灌区流量监测系统按模块功能可分为两部分，即渠道水位远程监测终端和灌流量监测系统。渠道水位远程监测终端由磁致伸缩液位传感器和 MSP430F169 单片机及基于 GSM 的短信发送与接收模块组成，实现数据采集及对数据进行 A/D 转换的功并实现对数据的无线传输；使用 Visual Basic 6.0 编写灌区流量监测系统实现通过对水数据进行计算，从而对灌区流量进行实时监测的功能。灌区流量监测系统安装示意图图 2-1 所示。

时钟电路

图 3-2 3.3V 电源电路Fig.3-2 3.3V Power circuit（2）数据采集模块时钟电路设计MSP430F169 单片机各部件能有条不紊的自动工作，是因为在系统时钟的作用下，制器指挥芯片内部各个部件有序工作，使内部逻辑硬件产生各种操作所需的脉冲信。MSP430F169 单片机供给片内电路使用的时钟信号包括辅助时钟信号、主时钟信号子系统时钟信号。本论文设计使用 MSP430F169 单片机的引脚 9、10 接 32768Hz 的外部晶震给系统钟提供时钟输入，引脚 52、53 接 8MHz 的外部晶震给高速外围模块提供时钟输入。统时钟电路设计如图 3-3 所示。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP274;S274.2

【参考文献】