基于GPRS的灌区水位智能监测系统设计

《基于GPRS的灌区水位智能监测系统设计》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、2015年4月农机化研究第4期基于GPＲS的灌区水位智能监测系统设计112闻成章，董桂菊，李广军(1．东北农业大学，哈尔滨150030;2．尚志市电业局，黑龙江尚志150600)摘要:为实现三江平原灌区地下水位数据的实时采集和监控，设计了基于无线传输的灌区水位监控系统。数据采集终端使用超声波水位传感器对地下水位进行实时监测，使用GPＲS无线通讯技术实现水位数据的远距离传输;水位监控中心接收、处理、存储并实时显示水位数据，同时绘制出水位变化折线图。试验结果表明，系统测量误差介于0．1～0．5cm之间，能完成对灌区地下水位的实时监测，运行十分稳定，为当地政府部门合理

2、开发灌区地下水资源提供了宝贵的科学依据。关键词:地下水位;实时采集;无线传输;灌区中图分类号:S275．4文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)04－0215－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.04.051本系统中，硬件部分主要功能是对水位数据进行0引言采集、显示，以及对数据处理并打包传输回系统上位机地下水是大自然赐予人类的宝贵资源，随着社会水位监控中心。硬件部分整体框图如图1所示。发展和科技进步，地下水资源已被过度地开发利用，不合理地开采地下水资源已经引起地下水水位下降和一系列的环境问题。例如，地面沉降引起建筑物的

3、破坏;沿海地区过量开采地下水，造成海水入侵和倒灌;干旱地区过量开采地下水，引起了土地荒漠化。大量的地表水被不合理地使用(如农田灌溉)，地下水位上升近地表，使得土壤次生盐渍化;一些大坝工程图1系统硬件结构图1．1微控制器的修筑使得库区附近地下水位抬升，也会引起斜坡不系统选用STC12C5A60S2单片机作为硬件核心，稳定。因此，对地下水的水位变化进行监测是地下水它是宏晶公司生产的新一代增强型8051单片机。其开发管理、预测与控制的一项重要任务。指令代码完全兼容传统8051，但速度比传统的8051为了合理开发利用三江平原的地下水资源，同时单片机快8～12倍;内部集成

4、MAX810专用复位电优化配置地下水资源，提高用水效率，必须要实时、有路，8路高速10位A/D转换。效地采集地下水水位数据，通过对地下水水位数据进1．2传感器选择行长期采集，为水文工作者、地方水利部门等提供最水位信息传感器是水位数据采集系统的一个极原始、最准确的数据，用以适时制定相应政策，实现灌其重要的组成部分，是实现水位监测系统自动监测和区水资源的可持续开采和利用。本设计以三江平原控制的首要环节。表1为几种常用水位信息采集传绥滨农场灌区为例，对当地灌区水位进行实时监测，感器的特点和工作原理。通过对几种常用传感器比从而为当地政府部门合理开发地下水资源提供科学依据

5、。较分析，系统选用HW－C1000C20超声波式水位传感器来采集地下水位数据。1系统硬件设计1．3无线传输模块系统选择华为公司生产的GTM900－B无线通讯收稿日期:2014－04－17模块，并采用公网动态IP+DNS解析方式进行组网。基金项目:国家“863计划”项目(810028)其解析方式原理图如图2所示。作者简介:闻成章(1989－)，男，黑龙江绥滨人，硕士研究生，(E－mail)105381716@qq．com。1．4供电模块通讯作者:董桂菊(1967－)，女，哈尔滨人，副教授，硕士生导师，硕士，水位数据采集终端工作在野外，系统选用独立的(E－mail)

6、tsc@neau．edu．cn。·215·2015年4月农机化研究第4期太阳能蓄电池为数据采集终端提供持续、稳定的电③对串口信息、水位监测井信息、警戒水位等相关信源。供电模块的结构如图3所示。息进行设置和修改。表1常用水位传感器特点比较传感器浮子式水位压力式水位超声波水位名称传感器传感器传感器人为误差较人为误差人为误差大，测量精较小，测量较小，测量特点度较低，受精度较高，精度较高，孔斜水位埋受气压的比较适用于深限制。影响明显。大量程的测量。依据水的浮当单晶硅受发射探头向力来实现水到水的压力水面发出超位采集。浮体后，其电阻率声波，部分声浮于水面随发生改变，且波被水

7、反射水位上升或工作原理与水压成正回接收探头，下降，将浮体比，通过压力通过计算超声随水位移的与电信号的波往返的时信号转换成转换，实现水间来实现水位电信号，实现位数据测量。信息的采集。水位采集。图4水位数据采集子程序流程图图2IP+DNS解析方式原理图图3供电模块结构图2系统软件设计2．1数据采集终端软件数据采集终端采用C语言编程，按功能的不同，整个程序写成不同的子程序，程序整体上结构清晰且易于调试和维护。图4为超声波传感器采集水位数据的子程序流程图，图5为无线传输模块子程序流程图。2．2水位监测中心软件水位监测中心上位机软件基于VisualBasic(简称VB)串

8、口通信开发。VB是一种面