多参数水文实时监测智能预警系统

摘要

随着我国经济的快速发展，对煤炭的需求也越来越大。而煤炭行业是诸多能源行业当中的高危行业，其开采一直受到很多条件的限制，其中地下水是威胁煤矿安全生产的重要因素。最近，多起重大、特大煤矿突水事件不时见于报端，给人民的生命财产造成了极大的危害。因此，研究煤矿地下水实时监测智能预警系统有重要的工程应用价值。 多参数水文实时监测智能预警系统对地下水的监测分为地面水文长观孔的监测和煤矿井下长期观测点的监测两种方式，它们分别通过GSM无线网和矿井安全监测系统工业控制网或通过在矿井下安装智能分站的方法单独构建通讯线路来进行数据传输，将地面和井下的水文数据通过不同的网络传输到地面水文数据中心，并通过数据处理软件来进行对水文数据的处理以达到对煤矿安全监控的目的。 本系统在设计时重点考虑了水文参数监测的多样化、水文数据监测的实时性、对煤矿安全监督管理在事前预警、事中生产、事后处理的智能性。 本文针对多参数水文实时监测智能预警系统在主站软硬件、数据通讯方案、系统数据采集分站的电路设计及智能传感器等关键部件展开研究，采用了移频键控(F．S．K)、RS485现场总线、GSM短消息通讯等技术。 本系统完成了一套具有精度高、实时性强、运行安全可靠、自动化程度高、能够连续长期测量并利用计算机分析和辅助决策的多参数水文实时监测智能预警系统。其具有较高的社会推广价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1选题的背景及研究的意义

1.2水文监测系统的国内外研究现状

1.3研究的目的和任务

2多参数水文实时监测智能预警系统需求分析及总体设计

2.1系统需求分析

2.1.1系统功能需求

2.1.2系统相关参数主要技术指标

2.1.3系统性能需求

2.2系统总体设计方案

2.2.1系统组成的拓扑结构

2.2.2系统的组成

2.2.3系统整体结构说明

2.2.4数据采集通讯方案及系统采用的总线方式

2.3本章小结

3系统数据处理主站与数据采集子站的设计

3.1系统数据处理主站与数据采集子站间硬件结构关系

3.2系统数据处理主站设计

3.2.1系统数据处理主站结构组成

3.2.2系统数据处理主站多路信号输出硬件设计

3.2.3系统数据处理主站多路信号输出软件设计

3.3系统数据采集子站设计

3.3.1系统数据采集子站硬件设计

3.3.2系统数据采集子站软件程序设计

3.4系统主站监控处理软件介绍

3.4.1水文监测数据处理软件系统结构图

3.4.2软件的功能设计

3.5本章小结

4系统地面工控中心站与井下智能分站的设计

4.1 KJ4-2000智能分站原理及其在本课题中应用设计

4.1.1 KJ4-2000智能分站介绍

4.1.2 KJ4-2000智能分站在本课题中应用设计

4.2 KCT1调制解调器

4.2.1 KCT1调制解调器原理

4.2.2 KCT1调制解调器在本课题中的应用

4.3地面工控中心站设计

4.3.1工控中心站硬件选型

4.3.2研祥EVOC 104-1621CLDN型工控机特性

4.3.3研祥PC104工控机在本课题中的应用

4.3.4工控中心站软件数据处理程序设计

4.4本章小结

5系统通信总线方式及网络通讯方案的设计

5.1系统通信总线方式的选择

5.2 RS485组网及相关问题

5.2.1 RS-485收发器的选择

5.2.2 RS485总线数据传输距离与传输速率的关系

5.3 RS485总线在本课题中的应用

5.4系统通讯网络方案设计

5.4.1GSM短消息在水文监测中的应用

5.4.2基于GSM-SMS的水文多参数实时监测方案的网络结构

5.4.3 GSM短消息在水文智能监测预警系统中的应用和设计

5.5本章小结

6系统测试与分析

7结论

7.1论文主要工作和创新点

7.2本系统主要特点及先进性

7.3现存研究的若干问题及展望

致 谢

参考文献

附录