黄河流速监测系统的设计

《黄河流速监测系统的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、山东大学硕七学位论文摘要我国河流众多，河流的综合利用在国家经济社会发展中占有重要位置，水文测量在国民经济建设中的地位和作用与日俱增。流速测量是水文测量的主要工作之一，当前流速测量应用比较成熟的方法有很多种，但都有着明显的应用局限性。本文结合黄河泺口水文站流速测量中存在的问题，针对黄河水含沙量大，不同季节流量悬殊的特点，在对比当前各种流速测量方法优缺点的基础上，利用力学平衡原理进行流速测量。该方法对放在水中的球体进行受力分析，建立相应的数学模型，进而计算得到水的流速。这样就避免了传统方法需要经常清理流速仪的麻烦，而且，新

2、的流速监测系统可以快速完成多点流速的测量，不再使用测量船，提高了测量效率，大大节省了人力、物力，同时保证了测量人员的安全。硬件方面，利用MSP430F1612单片机和CC2420无线传输芯片设计了ZigBee协调器和终端设备，并利用三轴加速度传感器MMA7260Q进行倾角测量；在设计PCB板时，根据2．4GHz高频设计规范，充分考虑了电路的元器件布局、分块摆设和射频天线的设计，有效抑制了噪声干扰，提高了ZigBee设备的通信距离和通信质量。软件方面，在IAREmbeddedWorkbenchV3环境下，开发了协调器程序

3、和终端设备程序，组成了ZigBee协议规范下的星型网络；在PowerBuilderll．0环境下，开发了上位机软件，通过RS232接口实现了协调器节点与上位机的串行通信，数据保存在数据库SQLServer2000中，以便进一步的数据在线或离线分析与处理。软件算法上，使用小波变换理论对加速度传感器信号进行了滤波仿真实验，发现使用小波变换理论滤波后可以减小测量误差。本文进行了大量实验，并对实验获得的流速数据与US69M型声学多普勒流速仪测量数据进行了比较，发现该测量方法的测量结果比较准确，效率比传统方法有很大提高，达到了预

4、期目的。关键词：流速测量；加速度传感器；ZigBee；小波理论；抗干扰设计山尔大学硕十学位论文ABSTRACTTherearemanyriversinourcountry．Itisimportantforthedevelopmentofourcountrytomakegooduseofwaterresource．Hydrographicmeasurementisbecomingmoreandmoreimportant．Flowvelocitymeasurementisoneimportantfactorofhy-dro

5、graphicmeasurement．Therehavebeenmanymaturewaystomeasureflowveloc—ity．Butallofthemhavedifferentdisadvantages．WraterinYellowRiverisrichinsandanditsflowisdifferentindifferentseasons．SotherearemanyproblemsindailyworkatLuokouYellowRiverhydrometricsta-fion．Thinkingofa

6、llthesefactors，awaybasedondynamicsbalancetheoryisputforwardinthisthesis．Toanalysethestrengthbroughtonaballinthewater,amath-maticsmoduleisfound．Thentheflowvelocityiscomputedthroughthemathmatiesmodule．Inthiswaythedevicesdonotneedtobeclearedasintraditionalways．Atth

7、esametime，flowvelocityofdifferentpointscanbemeasuredatonetimewiththenewsystem．Boatsformeasurementarenotneededanymore．Itneedsfewerworkersandcostslessmoneythantradistionalways．Anditissaferfortheworkers．Inhardwarescheme，coordinatorandenddevicearedesignedbasedonMCUM

8、SP430F1612andwirelesstransmissionchipCC2420．Three-axisaccelerometerMMA7260Qisusedtogetobliquity．WhendesigningPCB，2．4GHzhigh-frequencydesignspecificationsarestudied．In