利用声层析的实时流量监测方法和系统的研究

摘要

流量测验在水文工作中具有极其重要的作用，掌握大量的流量数据资料对预防洪涝等自然灾害、水系统内部环境观测、水资源利用、水情预报等方面有着巨大帮助。长久以来水文测验不断进行技术革新，这使得水文测报手段和技术有了较好发展。以往的流量测验方法，如水位流量关系法、浮标法、流速仪法、多普勒频移法等，很少能同时兼顾测验过程的便捷性和测量范围的广阔性以及测验结果的精确性。因此，本文根据以往测流设备的不足之处，提出一种利用声层析技术来监测水系统流量的方法，并结合无线通信技术，设计能够实现流量实时监测的系统。　　本文首先对系统设计过程中所要使用的相关技术和方法作了讨论，说明各技术的原理和利用手段。然后根据所要使用到的技术制定流量监测系统的方案，阐述了方案中一些主要模块的设计思路和处理办法。对利用声层析技术进行流量测验的方法作了原理说明，并对不同的测流方案作了比较。根据选定的方案进行系统硬件电路设计，采用具有强大运算能力的数字信号处理器（DSP）作为系统的核心处理器，结合模数/数模转换器（ADC/DAC）、混合信号处理器（MSP）以及其他主要器件完成系统中信号的传输过程。对系统测流所得数据的精确性具有决定作用的时间同步要求通过GPS信号和原子钟来满足。最后对系统的软件设计流程作了简要说明。　　本文设计的流量监测系统较以往测流仪器设备更易于使用，是一种新型的流量测量工具，其使用不会像以往大多数测流方法那样影响捕捞和航运活动，此外测量数据可以实现很高的实时性。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 论文研究背景及其意义

1.2 研究现状及存在的不足

1.3 论文的研究内容

第二章 系统设计原理

2.1 流量测验

2.2 海洋声层析

2.3 无线通信

第三章 流量监测系统设计方案

3.1 方案概述

3.2 传输信号分析

3.3 系统设计方案一

3.4 系统设计方案二

第四章 硬件设计

4.1 主要功能模块硬件电路

4.2 电路板块之间的接口

第五章 软件设计

5.1 信号数据处理方法

5.2 信号数据处理流程

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果