水库大坝安全监控系统的研究

摘要

水库大坝安全监控系统是人类赖以生存和发展所不可替代的安全监控系统，水库大坝合理的安全监控是具有非常重要意义的。水库大坝监控系统采用先进的科学技术可以实现对水库大坝、尾矿库、河道灌区的远程实时数据的监测、传输及处理。这套系统是实现水库大坝合理利用、防洪抗旱，提高水库大坝自动化管理的必备工具之一。
　　 本文结合我们国家水库大坝相关工作的情况，根据实际工程项目的需求，使用北京九思易自动化软件公司的易控软件，即一种组态软件，设计出一套远程监督控制软件系统。整套系统可以实现基于GSM技术的GPRS短消息传输数据和报警、Zigbee无线通讯及以太网远程控制通讯等功能，这样在远程通信方面的技术就更加突出。另外，系统考虑到天气因素也会影响水库大坝安全方面，通过互联网接收气象情况来控制水库闸门，这些考虑进一步优化了水库大坝安全监控系统的性能。
　　 本文首先根据水库的数学模型研究、总体策略的研究、预警机制的研究，完成了监控系统的总体设计结构，并相应设计出系统的硬件电路包括:测量参数获取电路、Zigbee技术的无线通讯电路、基于GSM技术的GPRS短消息通讯电路、基于以太网技术的远程通讯电路和人机接口显示电路。其次，通过对硬件电路的分析设计出相关的软件系统，并在软件系统中做了程序流程图设计和控制中心的界面设计。最后，本文基于监控策略的研究设计了硬件系统和软件系统，保证了系统能够安全可靠的运行。
　　 本文全面分析了水库大坝安全监控系统，提出了人工操作方式与自动化操作方式并存的控制策略，实现了系统利用价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景

1．2 课题研究的来源、目的和意义

1．3 国内外研究状况

1．4 本文研究内容

第2章 总体方案的研究

2．1 水库容量的数学模型

2．2 监控策略的研究

2．3 预警机制的研究

2．4 监控系统的总体结构

2．5 本章小结

第3章 监控系统硬件电路设计

3．1 测量参数的获取

3．1．1 库水位参数的获取

3．1．2 坝体位移参数的获取

3．1．3 浸润线参数的获取

3．1．4 信号调理电路的设计

3．2 通讯组网电路的设计

3．2．1 Zigbee无线网络的设计

3．2．2 以太网通讯电路的设计

3．2．3 GPRS通讯电路的设计

3．3 微控制器与接口电路设计

3．3．1 微控制器选择

3．3．2 存储系统的设计

3．3．3 显示电路的设计

3．4 报警控制电路的设计

3．5 本章小结

第4章 水坝监控系统软件设计

4．1 系统整体工作程序设计

4．1．1 水坝参数获取程序设计

4．1．2 预置报警状态流程图设计

4．2 通讯组网电路程序设计

4．2．1 以太网通讯电路程序设计

4．2．2 GPRS通讯电路程序设计

4．2．3 Zigbee通讯电路程序设计

4．3 监控中心软件设计

4．3．1 监控中心软件的构成

4．3．2 监控中心界面介绍

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢