基于MSP430的水雨情数据采集系统研究

摘要

水雨情信息采集监测系统的现代化，具体来讲就是有效地利用现代传感和遥测技术、计算机技术和信息传输技术等，使水雨情信息采集、存储、传输、应用、信息服务和预测等方面具有较高的科技水平和智能化程度，提高水文信息资源的应用能力和共享程度，从而全面提高水利技术发展和水文事务处理的效率和技能。我国地域辽阔，绝大多数水文监测站分布在农村或边远地区。设计一种具有数据采集、处理、通信和控制功能的智能采集系统，准确及时地提供水雨情信息，有着很重要的现实意义。这也是我国水利信息现代化建设的一个重要内容。
　　针对实际工程项目需要，本文提出了基于MSP430单片机为主控芯片的水雨情数据采采集系统，设计了自动采集水位雨量数据信息的遥测数据采集终端，并能应用传感器、通信和计算机网络等多方面应用技术，实现GPRS通信系统、水雨情数据自动传输和存储等功能。首先介绍了水雨情数据采集系统的必要性和采用技术手段及主要功能组成模块，在此基础上完成了以超低功耗、价格低廉的MSP430F149芯片作为核心控制器的采集终端设备的设计，主要工作包括与之相匹配的电源电路、采集电路、通讯电路、显示等电路的设计。采集终端的主要功能是将各型水文传感器将所采集到的水文数据转换成单片机能识别的模拟或者数字信号，由核心控制器实现对数据处理和存储，并利用移动GPRS通信模块，借助公网实现和数据监测中心的数据联通。同时完成了模块化的软件编程和上位机数据监测中心接收软件的编制，使该采集系统能有效正常工作。
　　系统设计对于以后的气象站数据监测有着很好的借鉴意义，可方便地与各类型的水位、雨量传感器连接，从而构成多点分布式的水雨情数据无线监测系统。利用GPRS移动通信网络提供的无线通讯技术进行水雨情信息的传输，为水雨采集系统的信息传输提供了一种有效的方法，这种系统性能稳定可靠，能耗低，价格和运行费用小，非常适合于水雨情数据远程传输和监测站点无人值守的实际要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 国内外发展现状

1．3 课题研究的的目标和内容

1．4 论文内容安排

2 水雨情数据采集系统基本原理及设计分析

2．1 水位数据采集

2．2 雨量数据采集

2．3 水文信息遥测原理

2．4 系统组成

2．5 设计方案论证

2．5．1 水位雨量传感器的选用

2．5．2 通信方式的比较

2．5．3 系统总体设计

3 系统硬件电路设计

3．1 核心控制器

3．2 电源电路

3．3 数据调理电路

3．4 存储电路

3．5 液晶显示电路

3．6 GPRS通信电路

3．7 时钟电路

4 系统软件设计

4．1 总体设计思路

4．2 主程序设计

4．3 数据采集中断服务设计

4．4 A／D转换程序设计

4．5 液晶显示设计

4．6 GPRS通信实现

4．7 上位机数据管理软件设计实现

4．7．1 软件的功能及设计原则

4．7．2 水文数据库的设计

4．7．3 系统安全性设计

5 系统试运行调试与分析

5．1 系统试运行及调试

5．2 存在的问题及改进措施

6 结论

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果