建筑节能监测管理系统供水压力监测子系统研发

摘要

现今社会水资源匮乏及能源紧缺，严重制约了社会经济发展，因此节水节能成为建筑发展新方向。社会水资源浪费很大一部分是由供水管网压力过大导致管网爆管引起的。因此，现代供水技术要求在供水管网的特定位置设立供水管网压力测压点，进行管网压力数据的动态采集与监测。这样既保证了用户能够正常用水，又保证了供水管网压力不至于太高引起供水管网爆管。多数企业已经建立了各自的供水压力监测系统。但是在当前的情况下，除少数大型企业外，多数企业的系统还存在着通讯方式落后和数据可靠性传输不足等缺点。因此，实现一种基于GSM的远程无线数据采集、传输、监测和分析的软硬件平台变得十分重要。
　　本文首先对供水管网压力监测系统的现状进行了深入的研究和分析，给出了供水管网压力监测系统的总体方案，并对系统的硬件和软件部分分别进行了设计。接着结合模糊聚类原理及模型在监测点布置中的应用，提出了模糊聚类算法，利用该算法能够较为准确合理的实现监测点优化布置。
　　最后，对本文的研究成果和创新点进行了总结，并进一步指出了下一步工作的研究方向。
　　本文的创造性工作主要如下:
　　1、系统通信协议的设计。本文创新运用了利用在短信封装协议中设置短信序号以及时标的方法，避免了短信发送过程中由于固有时延产生短信接收顺序错乱的问题。同时，为了系统更稳定、更可靠地工作，设计了上位机模块和下位机模块以半双工方式进行通信的协议。
　　2、提出了一种供水管网压力监测点布置方法。在对供水管网压力监测点布置方法进行研究后，根据节点流量是影响节点压力最频繁、最敏感元素的原理，结合模糊聚类模型，应用水力学和模糊聚类基本原理，得出供水管网压力监测点优化布置的一套较为完整的算法——模糊聚类算法。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．1．1 课题来源

1．1．2 课题意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容及论文结构安排

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 论文结构安排

第二章 系统总体方案设计

2．1 系统方案设计

2．2 系统安全性和数据可靠性

2．2．1 短消息传输的可靠性分析

2．2．2 系统通信协议设计

2．3 系统总体设计原则

2．4 系统优点

2．5 本章小结

第三章 系统下位机硬件设计

3．1 系统监控模块

3．2 系统电源模块

3．2．1 主从电源工作原理

3．2．2 从电源充电电路及电源监控

3．3 人机交互模块

3．3．1 遥控键盘接口

3．3．2 液晶显示器接口

3．4 数据采集模块

3．4．1 传感器

3．4．2 A／D转换器

3．4．3 多通道参数检测

3．5 记录数据存储、保护及系统监控模块

3．5．1 记录数据存储与保护

3．5．2 系统监控

3．6 通信模块

3．6．1 MC39I模块简介

3．6．2 MC39I模块接口设计

3．6．3 MC39I模块的SIM卡接口部分设计

3．7 系统时间模块

3．8 本章小结

第四章 系统软件设计

4．1 下位机软件设计简介

4．1．1 系统监控模块

4．1．2 显示管理模块

4．1．3 数据采集与存储模块

4．1．4 通信管理模块

4．2 上位机软件设计简介

4．2．1 上位机软件界面设计

4．2．2 上位机短息控制

4．3 本章小结

第五章 供水管网压力监测点布置方法研究

5．1 压力监测点布置原则

5．2 基于模糊聚类的供水管网压力监测点布置方法

5．2．1 压力监测点布置的模糊聚类原理及模型

5．2．2 计算步骤介绍

5．3 计算实例

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 主要研究成果及创新点总结

6．2 下一步工作的展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果