大型灌区灌溉渠道信息与土壤墒情采集发布系统研究

摘要

近几年来，引黄灌区受黄河水量不足的影响，灌区用水供需矛盾十分突出。水资源短缺问题已成为制约农牧业乃至整个国民经济可持续发展的主要限制因素之一，提高农业用水效率和效益是解决问题的关键。为了更好地搞好计划用水、科学用水，我们必须要有完善的灌溉渠道水位、水量，墒情资料。灌溉渠道信息与墒情采集发布正是提供这些资料的手段，直接关系到水资源合理利用的问题。目前，国内外对上述内容采集手段种类繁多，价格昂贵，标准不一，难以形成一套完整、经济的系统解决方案。所以本文以内蒙古河套灌区为例，对灌区的渠道量水、渠道防渗衬砌、土壤墒情等方面的信息化需求进行分析研究，并大量采用以单片机为处理器的智能测控系统，用KEIL C51工具软件开发各种芯片和设备的读写程序、通讯协议，用DELPH17.0开发工业计算机核心控制与分析软件，用ASP.NET开发WEB发布查询系统等，目的在于形成一套完整、经济合理、可以迅速推广适用于大型灌区信息化的系统解决方案，同时形成一系列自主知识产权的、廉价的技术产品。
　　 本论文首先介绍了国内外在渠道信息和墒情采集方面的技术现状、分析了灌区信息化建设中的技术需求，并提出了课题研究的目标和内容，确定了整体思路和技术路线以及多种开发环境和工具。然后介绍了系统各部分的实现方法和原理，还列举了关键代码，对其中的一些难点、重点、创新点作了详细论述。接下来对系统的整体运行效果进行了评价分析。
　　 本文最后对目前已完成的采集发布系统的效益进行了总结，对存在的问题作了简单的分析，对今后的改进和发展进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1研究背景

1.2现状分析

1.2.1灌溉渠道流量采集现状

1.2.2渠道冻土温度采集现状

1.2.3墒情采集现状

第2章需求分析

2.1系统研究的目的

2.2系统的主要功能

2.2.1实现渠道水位、流量、水量实时采集

2.2.2实现冻土温度实时采集

2.2.3实现土壤墒情实时采集

2.2.4实现数据远程无线传输

2.2.5实现渠道灌溉分析与决策支持

2.2.6实现土壤墒情分析

2.2.7实现渠道防冻胀分析

2.2.8实现数据发布与查询功能

2.3工程实践工程中还需解决的难点

2.4系统软硬件开发达到的性能指标

2.5数据流程

第3章总体设计

3.1设计思路

3.2技术路线

3.3总体结构设计

3.4硬件部分结构与功能设计

3.4.1流量水量采集系统的设计

3.4.2衬砌渠道地温采集系统的设计

3.4.3地下水、士壤要素采集系统的设计

3.4.4小型气象站的设计

3.4.5人工观测录入部分的设计

3.4.6数据中心的内容以及功能设计

3.5软件开发任务与功能设计

第4章详细设计与实现

4.1单片机测控系统开发工具

4.1.1软件开发环境

4.1.2微处理的选定

4.1.3程序仿真

4.2工业计算机核心控制软件开发坏境

4.2.1操作系统和数据库

4.2.2开发语言工具

4.2.3串口控件

4.2.4虚拟仪器控件

4.3 web服务程序开发工具

4.3.1操作系统和数据库

4.3.2开发语言工具

4.4渠道流量与水量采集部分

4.4.1流量采集与计算

4.4.2系统电源管理的实现

4.4.3参数输入与键盘软件消颤

4.4.4 A/D转换芯片的读写

4.5衬砌渠道地温采集部分

4.6地下水、土壤要素采集部分

4.7小型气象站部分

4.8农作物信息录入系统

4.9.通讯传输

4.9.1通讯协议

4.9.1 GPRS无线网络部分

4.10数据中心部分

4.11分析应用系统部分

4.11.1墒情分析模型的建立

4.11.2渠道衬砌工程地温统计分析

4.12信息发布与查询部分

第5章总结与展望

5.1效益分析

5.1.1为水利行业节水增效

5.1.2服务于科研

5.1.3直接服务于农业生产

5.1.4为灌区推进信息化建设做出积极贡献

5.2自我总结

参考文献

致谢

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果