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1、JIU JIANG UNIVERSITY毕 业 论 文题 目 基于GPRS的水库监测系统 水位信号采集及传输设计 英文题目A Water-level Monitoring System of the Reservoir Based on GPRS 院 系 信息科学与技术学院 专 业 计算机科学与技术 月信息科学与技术学院学士学位论文摘 要目前国内的水库监测只是针对大中型水库，而大量分布的小型水库还是监测的盲点。正是这些小型水库的监测失控造成了近些年的洪涝和干旱的重要原因。但是大中型水库的监测模式不适应用于网点多，分散零散的小型水库监测。为此，设计了适合集中控制分布式的小型水库网点模式的水位测距
2、仪。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。系统的硬件部分主要是超声波传感器，利用超声波传感器进行模拟采集数据，数据处理部分采用STC12C5A60S2单片机为核心控制器件，由显示芯片LCD1602进行现场显示，再通过，MAX232传到上位机。由上位机进行显示。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。本论文联系于基于GSM 网络的GPRS 网络通信技术实现远程数据传输，从而实现远程水位实时监控功能的系统。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。本论文对电路的功能和工作原理进行详细介绍。关键词：分布式水库，水位监测，超声波，数据采集，数据传输AbstractAt present the domestic reservoir monitoring i
3、s aimed at large and medium-sized reservoir, and a large number of distribution of small reservoir or monitoring blind spot. It is these small reservoir monitoring control caused by the recent floods and droughts are important causes of. But large and medium-sized reservoir monitoring mode is not ad
4、apted for outlets, scattered scattered small-sized reservoir monitoring. To this end, we design a centralized control of distributed small reservoir model.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。Here uses the sensor mainly is the ultrasonic sensor, Carries on analog data gathering using the ultrasonic sensor. data-acquisition t
5、akes STC12C5S60S2 single chip microcomputer as the key controller element. The display chip LCD1602 field display.and sent to the PC through MAX232 the main communication wire,also it will be shown.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。This paper mainly introduces a remote monitoring system, which accomplishes remote data tra
6、nsfer by the technique of GPRS based on GSM network. 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。This paper the circuit function and working principle in detail introduction.厦礴恳蹒骈時盡继價骚。Keywords: Distributed Reservoir, A water-level Monitoring, Ultrasonic Wave, 茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 Data Acquisition, Data Transmission 目 录摘 要I鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。Abstra
7、ctII籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。1 概述1.1选题意义(1)預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。1.2 测距方法发展与比较(1)渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。1.3 设计思路及要求(2)铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。1.4 论文章节说明(3)擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。1.5 小结(4)贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2 超声波测距原理2.1 超声波简介(5)坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。2.2 超声波测距原理(5)蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。2.3 温度补偿原理及运算(6)買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。2.4关于超声波长距离和短距离的测量问题和限制(7)綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。2.5 小结(7)驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。3 软硬件说明3.1 使用软件简介(8)猫虿驢
8、绘燈鮒诛髅貺庑。3.2 硬件(9)锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。3.3小结(15)構氽頑黉碩饨荠龈话骛。4 硬件设计与实现4.1 电路规划说明(16)輒峄陽檉簖疖網儂號泶。4.2 电路原理图设计(16)尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。4.3 PCB图设计(17)识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。4.4 感光法制作电路板(18)凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。4.5 手工焊接技术(20)恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。4.6电路板成品图(22)鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。4.7 小结(22)硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。5 程序设计5.1 程序整体规划说明(24)阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。5.2 DS18B20温度传感器程序(24)氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。5.3
9、超声波测距程序说明(26)釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。5.4LCD1602程序说明(27)怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。5.5 显示程序和Main函数说明(29)谚辞調担鈧谄动禪泻類。5.6小结(31)嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。6 程序调试与误差分析6.1 使用Keil和Protues调试程序说明(32)熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。6.2 写入程序及演示结果说明(33)鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。6.3 最终电路实物图(36)纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。6.4 性能和误差分析(37)颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。6.5 小结(37)濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。结束语(38)銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。致 谢(39)挤貼綬电麥结鈺贖哓类。参考文献(4
10、0)赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。附录一(41)塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。57信息科学与技术学院学士学位论文1 概述1.1选题意义目前国内的水库监测系统只是针对大中型水库，而在中国小型水库的管理失控却是洪涝和干旱的主要原因。对小型水库的监测将在未来变的更加重要。所以制作适合分布零散的小型水库的监测系统非常有必要。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。超声波测距在现代工业测量中有着广泛的应用，超声波可以在一些特定场合或者环境比较恶劣的环境下使用。超声波仪器比光学器件更有利于管理。并且利用单片机控制超声波监测水位有比较快速，方便，计算简单，容易做到实时监控，而且精度高等优点。仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。因为超声波在测距在某些方面有
11、的优势。设计好的超声波测距仪监测小型水库的水位就显得有必要。这就是本设计的意义所在。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。1.2 测距方法发展与比较1.2.1 国际超声波测距发展一般认为，关于超声波的研究最初起始于1876年F.Galton的气哨实验。经过这么多年的发展，随着超声波技术研究的不断深入，而且他的高精度、无损、非接触等优点，超声波的应用变得越来越普及。目前已经广泛地应用在机械制造、电子冶金、航海、宇航、石油化工、交通等工业领域。此外在材料科学、医学、生物科学等领域中也有广泛的应用。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。国外在提高超声波测距方面做了大量的研究。对超声波测距的精度主要取决于所测的超声波传输时间和超声波
12、在介质中的传输速度，二者中以传输时间的精度影响较大，所以大部分文献采用降低传输时间的不确定度来提高测距精度。目前相位探测法和声谱轮廓分析法或二者结合起来的方法是主要的降低探测传输不确定度的方法。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。1.2.2 测距方法简介在人类发展的过程中，我们使用过很多方法，大体分为三类，比如目测，步测，臂长尺测，等等原始的方法；再有或者用步枪测量，指南针测量，甚至车辆测量的方法；对于用更加先进的技术的测量距离的，普遍的是超声波测距，以及激光测距，红外线测距。测量是向着精确度越来越高发展，在隐性发面测量的记录更加快捷。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。1.2.3 激光与超声波测距比较超声波测距与激光测
13、距是现在最常用的两大工业测量方法，有各自的优缺点。超声波优点是比较耐脏污，即使传感器上有尘土，只要没有堵死就可以测量，可以在较差的环境中使用，所以倒车雷达多半使用超声波。超声波缺点是精度较低。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。激光测距的优点是精确，缺点是需要注意人体安全，且制做的难度较大，成本较高，而且光学系统需要保持干净，否则将影响测量。辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。综上所述，超声波仪器不需要更多的人去保养，更适合在更加不好的环境。1.3 设计思路及要求1.3.1 系统设计总体中的个体本毕业设计题目是三个题目中的一个，属于下位机。中间包括GPRS传输，上位机是处理信号的服务器。在这个整体中本设计的要求仅仅是把距
14、离和温度数据通过串口传输出去。传输分两种，一种是方便实验可以直接和电脑连接，一种是通过连接GPRS。这两种方式并不需要改程序去适应。只需要添加传输格式即可。而本设计的任务就是数据采集。峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。水位监测系统整体图如图1-1所示。图1-1 整体图1.3.2 系统设计要求 （1）超声波温度补偿测距； （2）发送的连续性； （3）是通过MAX232串口，方便连接GPRS设备，能远距离传输；1.4 论文章节说明本论文主要介绍整个设计，包括设计的选题，原理，所用的软件，硬件以及测试全部过程，通过论文可以全部还原设计的每个方面。詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。第一章，概述；顾名思义就是大概的说明一下超声
15、波在社会发展中的情况，即“被”超声波选择和选择超声波的原因。则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。第二章，超声波测距原理；具体的说明超声波的原理，测距所需要注意的环境等情况，包括测距中需要用到的超声波的不确定性而引起的误差，即温度补偿声波在空气中的传播速度的误差。胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。第三章，软硬件使用说明；这章简单的说明设计过程中所用到的软件。认识和分析所用的硬件的特点。为后边的设计的过程做必要的准备。鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。第四章，程序设计及实现；在第三章已经认识了所需要的软件之后，先决定写程序，因为可以通过软件模拟程序的实现。稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。第五章，电路设计及实现；在一切就绪以后就必须动手做实物。这个章节主要介绍过程和所用的物件。第六章，调试；分析错误并解决，分析误差并尽力减小误差。错误来源有程序错误和硬件拼装错误，所以用的是调试软件的软件，硬件的错误只能靠人工去发现并解决。陽
