基于zigbee与gprs网络数据传输技术的黄河河道断面冰水情多点自动监测系统设计与应用

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：鱼墨笠日期：垄!生鱼!!关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可

2、以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。201q-．6．7导师签名：』迭虹一日肌一兰!竺：墨：2万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文基于Zigbee与GPRS网络数据传输技术的黄河河道断面冰水情多点自动监测系统设计与应用摘要ⅢIitllIIIIIIIllIIlllILllllIllllIIILlllY2692465黄河流经我国青海、宁夏、内蒙古等9个省市自治区，由东至西跨越23个经度，从南到北间隔10个纬度，其总长度超过了5000公里，河水径流量变化大，地形地貌差异悬殊

3、。在宁蒙河段以及下游某些河段，河水流向为自低纬度流向高纬度，冬季封河方向为自下而上，春季开河方向为由上到下。冬季封河以及春季开河期间，夹杂着大量冰凌的河水从上游较宽的河道流向下游较窄的河道，极易形成巨大的冰塞和冰坝，将河道上游水位大幅抬高，从而形成严重的冰凌灾害。近年来，由于受到全球气候变化影响和本身具有的特殊地理条件以及中上游大型水电设施建设等多种因素的影响，冰凌灾害频发，给黄河沿岸的人民生命财产以及水工设施安全造成了较大危害。因此，对黄河冰凌灾害进行预警预报已经成为了我国防汛减灾预警系统建设的一项重要任务。要对冰凌灾害进行预警预报最有效的方法

4、莫过于通过冰水情检测技术对黄河河道冰凌生消变化全过程进行连续监测，为防灾减灾提供科学可靠的数据支持。基于空气、冰与水物理特性差异的冰水情检测技术是能够实现对单个检测点垂直柱面状态进行连续在线检测的新型冰水情检测方法。该方法只能够实现对单个监测点的检测，不能对整个黄河河道断面冰水情进行监测，因此无法获得完整的河道断面冰层生消变化的详细冰水情数据，T万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文由此导致了其工程应用受到一定限制。本课题根据冬季黄河冰凌灾害预警预报系统建设的需要，在国家自然科学基金：“基于空气、冰与水物理特性差异的冰层生消过程与力学强度连续在线

5、检测原理研究(项目编号：5127922)”以及山西省归国留学人员科研基金项目：“高寒区冰水情检测方法研究及其在万家寨水电大坝冰情监测中的应用(项目编号：2012．045)”资助下，针对现有技术的不足，在基于空气、冰与水物理特性差异冰情检测技术基础上，融合了Zigbee和GPRS网络数据传输技术以及计算机技术，设计了一套全新的黄河河道断面冰水情多点自动监测试验系统。并于2012年1月在黄河三湖口水文站进行了连续～个多月的现场试验，试验结果表明，该新型监测系统运行稳定可靠，实现了对断面多个监测点数据的实时连续采集和传输，具有较大的推广应用价值。本文详

6、细介绍了监测系统的设计和安装过程以及后期数据处理和分析，主要内容如下：1．查阅了相关文献，介绍了课题研究背景，在总结国内外现有技术基础上，提出了课题研究内容。2．对系统涉及的传感器技术、数据传输技术和无线组网技术进行了可行性分析，确定了系统设计方案。3．根据系统方案，设计了监测系统硬件和软件部分，并对各个部分进行了详细介绍。主要包括传感器、数据处理装置、Zigbee组网模块。4．根据安装现场实际情况以及黄河水文观测的规范要求，对系统所在的水文站历年凌汛信息进行了总结分析，对安装点的选择和安装方Tl万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文式进行了详细

7、介绍。5．通过分析系统运行期间采集的大量冰水情数据，初步建立了黄河断面冰水情数学模型，并对系统存在的不足进行了总结，对系统未来应用进行了展望。关键词：自动化仪器仪表与装置，冰情监测，Zigbee，GPRS万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文IV万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文THEDESIGNANDAPPLICATIONOFAUTO脚ICMIⅡ，TIP0．玳TICE．WArERMONITORINGSYSTEMINTHEYELLOWIUVERCROSS．SECTIONBASED0NZIGBEEANDGPRSNETWORKDATATRANSM

8、ISSIONTECHNOLOGYABSTRACTYellowRiverflowsthroughQinghai，Ningxia，Inner