尼尔基水利枢纽安全监测系统的设计与实现

摘要

水利安全监测是为满足江河、水库、水电厂、城镇等防洪调度的需要，采用现代科技对信息进行实时采集、传输、处理及预报的自动化技术。它是有效解决江河流域及水库洪水预报、防洪调度及水资源合理利用的先进手段。它在江河流域防洪、工程施工、水库安全度汛和电厂经济运行等方面发挥了重大作用，已为世界各国所普遍采用。 安全监测系统的建立，可迅速、准确地掌握上游可能发生的洪水，对水库的防洪安全是十分必要的。可及时地为有关部门提供可靠的水情信息，为采取正确的防备措施提供决策依据。尤其在施工期洪水预报方面，可使工程施工部门在洪水来临之前采取有效措施，使得洪水灾害的损失减少到最低限度。 尼尔基水利枢纽是以防洪和工农业供水为主的大型控制性水利枢纽工程。担负着枢纽下游的齐齐哈尔市及尼尔基～齐齐哈尔区间两岸农田的防洪安全，而且对嫩江下游及松花江干流的哈尔滨市也有较大的防洪效益。同时该工程也是实现“北水南调”的重要水源工程。 本系统是应实际工程需要开发设计的。通过勘察和分析尼尔基水利枢纽现场环境，利用现代嵌入式技术，采用基于XScale内核的PXA255处理器为硬件系统核心，移植嵌入式Windwos CE作为操作系统，并在此基础上开发相应的设备驱动程序和系统的应用程序。该系统目前已在尼尔基水电枢纽试运行3个月，运行稳定，反馈效果良好。本文结合系统建设和国内该领域的实际应用，着重对安全监测系统的软硬件设计进行了阐述，并对相关的技术进行了探讨。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题背景

1.2本文内容与结构

2系统总体方案设计

2.1硬件系统方案设计

2.1.1微处理器选型

2.1.2硬件系统结构

2.2软件系统方案设计

2.2.1嵌入式操作系统选型

2.2.2集成开发环境的建立

3前端采集仪设计与实现

3.1采集仪总体方案设计

3.2采集仪硬件设计

3.2.1信号处理电路

3.2.2微处理器

3.2.3人机交互和时间日历电路

3.2.4通讯接口

3.2.5电源管理

3.3采集仪软件设计

3.3.1采集模块

3.3.2通讯响应模块

4监测中间站设计与实现

4.1监测中间站总体方案设计

4.2监测中间站硬件设计

4.2.1存储设备

4.2.2通讯接口

4.2.3人机交互接口

4.2.4其它电路模块设计

4.3监测中间站软件设计

4.3.1Windows CE.net嵌入式操作系统的移植

4.3.2驱动程序开发

4.3.3应用程序开发

5系统整体测试

5.1功能测试

5.2性能测试

5.3电磁干扰测试

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢