压力式水深测量仪的研制

摘要

水深测量，一直是水文研究领域的一项重要研究内容。随着现代电子技术、检测技术和计算机控制技术的发展，人们对检测到的水深数据的精确性要求越来越高，而且测深仪表向高精度、数字化、智能化、小型化方向发展。 本文介绍了一种压力式水深测量仪器的设计方案，主要内容包括：液位变送器设计原理：GPS接收机的原理和应用：USB主机方式的实现；测量系统硬件设计，主要包括：电源电路设计、数据采集电路设计、时钟电路设计、打印机电路设计、液晶显示电路设计、数据存储电路设计、U盘读写电路设计、串口扩展电路设计、键盘电路设计等；测量系统驱动软件设计和上位机人机界面设计。设计出的仪器具有多种数据输出方式，测得的水深数据配以时间和经纬度，为水深监测和绘制水底地形图奠定了基础。实验结果表明：该系统具有精度高、可靠性好的特点，适用于湖泊、水库、江河等水域的水深测量工作。 此外，为了保证系统长期稳定运行，本系统设计从硬件和软件两方面出发尽可能提高系统的可靠性。硬件可靠性主要从芯片选型、电路设计、布局布线等方面考虑，软件的可靠性主要通过模块化编程和较好的异常化处理等方面保证。现在本系统在实验室已经调试成功，各项指标基本达到了设计要求。

目录

文摘

英文文摘

独创声明及学位论文版权使用授权书

1绪论

1.1水深测量的历史及发展现状

1.1.1水深测量发展史

1.1.2目前常用的水深测量方法

1.2水深测量的目的意义

1.3课题的提出背景

1.4课题的主要研究内容和创新点

1.5课题研究中的关键技术

2系统设计方案

2.1系统需求

2.2各种水深测量方式的比较

2.3压阻式压力传感器设计原理

2.3.1压力式测深的依据

2.3.2压阻式压力传感器的基本原理

2.3.3压力传感器的温度补偿方法

2.3.4本系统的数据外部校正

2.4测试点坐标定位设计方案

2.5数据存储设计方案

2.6数据输出终端设计方案

2.6.1上位机输出终端

2.6.2 U盘转存数据设计

2.6.3液晶实时显示输出终端

2.6.4打印机输出终端

2.7主电路板设计方案

3器件选型及硬件电路设计

3.1关键器件简介

3.1.1 AT89C55WD

3.1.2 A/D转换芯片TLC2543

3.1.3时钟芯片DS12C887

3.1.4 USB控制芯片CH375

3.1.5串行存储器AT45DB161B

3.1.6 GPS模块GR-86

3.2硬件电路设计

3.2.1电源电路设计

3.2.2时钟电路设计

3.2.3扩展串口电路设计

3.2.4 A/D转换电路设计

3.2.5数据存储电路设计

3.2.6 U盘读写电路设计

3.2.7液晶显示电路设计

3.2.8打印机电路设计

3.2.9按键电路设计

3.3电路的抗干扰设计

4系统软件设计

4.1下位机软件设计

4.1.1数据采集子程序设计

4.1.2数据传输子程序设计

4.1.3 GPS数据接收程序设计

4.1.4键盘扫描子程序设计

4.1.5 U盘读写子程序设计

4.1.6主程序设计

4.2上位机软件设计

5系统测试与应用分析

5.1系统测试与实验

5.2系统应用分析

5.2.1基本应用

5.2.2测海浪最大浪高

6课题总结与展望

7结束语

参考文献

硕士期间发表论文情况

致谢

附图