基于超声波流量计的自来水管网无线监测系统的研制

摘要

一直以来，我国都是一个水资源相对较为匮乏的国家，其在时间上与空间上分布的不均匀使得用水难成为一直以来困扰我国的一大问题，而与此同时，环境污染与无节制的过度开发更是使得这一问题日益严重。针对这种现状，为供水企业开发出新型智能监控管网系统，在供水过程中对合理开发利用水资源与提高供水管理水平有着巨大的现实利益与商业价值。不同于国外目前智能化程度相对较高的现有供水管网监控系统，我国的监控系统多采用传统机械式水表与人工抄表相结合的方式，而即使是一些已建成的现代化监控系统中，也存在这诸如通信实时性不足、信息利用率不高、智能化不足等一系列问题。
　　本研究面向这些问题，设计出适用于自来水供水管网的集数据采集、传输、存储、处理、报警等功能与一体的现代化智能监测系统。智能终端方面，以STM32为控制芯片，辅之以各种不同的敏感元件。其中尤其是液体流量流速方面，对比了各种不同的传感器，最终确定了以超声波流量计为测量元件。不同硬件协同工作，对所需要的各个数据进行测量与显示等操作。网络通信部分则采用GPRS作为无线通信方案。GPRS具有现成的网络，无需自己搭建，相对较为方便，而且维护比较方便，价格低廉，可靠性稳定性也比较突出，后期对网络进行扩展时操作简单，这对项目成本降低有着极大帮助。上位机监控软件则使用LabVIEW进行编写。其对通过GPRS网络传输来的数据信息进行接收与处理，包括数据的存储、显示、报警等，其具体有折线图的显示，报表的生成，不同时间跨度的对比与指示灯报警等。这对指挥中心的操作人员掌握供水管网的运行状况有着极大的积极作用。最后对系统进行实验验证，实验结果表明其精度达到了预期效果。

目录

第1章 绪 论

1.1课题研究的背景和意义

1.2自来水管网监测自动化需求分析

1.3国内外在该方向的研究现状及分析

1.4主要研究内容

第2章 系统总体设计

2.1设计原则概述

2.2 SCADA系统简介

2.3自来水无线管网监控系统总体方案

2.4技术指标

2.5本章小结

第3章 硬件设计方案

3.1超声波流量计

3.2温度传感器

3.3数据传输模块

3.4终端控制器

3.3 本章小结

第4章 软件设计

4.1 STM单片机控制程序编写

4.2软件通信设置

4.3上位机控制软件的编写

4.4本章小结

第5章 实验结果与数据分析

5.1系统相关实验

5.2实验数据分析

5.3不确定度分析

5.4本章小结

结论

参考文献

声明

致谢