本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的傾角式明渠自動測流系統(tǒng)的研究

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【摘要】：我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,但同時(shí)也是一個(gè)水資源相對匱乏的國家,水資源分布不均勻,且總量不足。農(nóng)業(yè)用水量占全國用水量的絕大部分,水資源的短缺是制約我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素。眾所周知,農(nóng)田灌溉用水是農(nóng)業(yè)用水的重要部分,我國的灌區(qū)渠系大多為明渠,自上世紀(jì)90年代以來,隨著灌區(qū)工程續(xù)建和節(jié)水改造工程建設(shè)的加快,傳統(tǒng)的水量調(diào)配和量測技術(shù)已經(jīng)不適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展要求,大中型灌區(qū)的渠道已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)化渠道,這為我們研究新型的明渠測流方法提供了很好的基礎(chǔ)和條件。根據(jù)我國灌區(qū)明渠量水的研究現(xiàn)狀、目前的實(shí)際應(yīng)用情況以及發(fā)展趨勢,本課題研究并設(shè)計(jì)了一種新型的基于物聯(lián)網(wǎng)的傾角式明渠自動測流系統(tǒng)。基于物聯(lián)網(wǎng)的傾角式明渠自動測流系統(tǒng)突破傳統(tǒng)的思想與理論,主要利用測流桿角度的變化來反映明渠的流量,角度信號由光電編碼器采集并傳輸至主控制器,在我校水流大廳實(shí)驗(yàn)室的U型渠道進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn),建立了角度-流量的數(shù)學(xué)模型,并將數(shù)學(xué)模型寫入軟件程序中。實(shí)際測量時(shí)水流沖擊測流桿,測流桿偏轉(zhuǎn)的角度對應(yīng)著明渠的流量,此流量值可在現(xiàn)場的屏幕顯示,并且能夠通過無線傳輸模塊傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)上讀取、存儲與分析,實(shí)現(xiàn)了明渠的自動測流。本研究和設(shè)計(jì)主要自主完成了以下幾項(xiàng)研究內(nèi)容:(1)利用傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及相關(guān)的專業(yè)知識完成了基于物聯(lián)網(wǎng)的傾角式明渠自動測流系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì);(2)設(shè)計(jì)并完成了該系統(tǒng)的硬件電路、信號采集電路、無線傳輸模塊、液晶顯示模塊等;(3)利用JavaScript和golang程序語言完成了該系統(tǒng)的軟件程序的編寫和調(diào)試;(4)在實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的U型渠道上進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn),最終建立了角度-流量關(guān)系的數(shù)學(xué)模型;(5)設(shè)計(jì)并制做了基于物聯(lián)網(wǎng)的傾角式明渠自動測流系統(tǒng)的機(jī)械固定裝置。本研究結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種全新的測流方法,該測流方法測流操作簡單易行,真正意義上實(shí)現(xiàn)了自動測流,并且測量結(jié)果經(jīng)過無線傳輸可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離讀取和存儲,對我國的大中型灌區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)渠道自動測流有一定的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：角度傳感器 測流桿 物聯(lián)網(wǎng) 明渠 自動測流
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S274;S126
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 課題研究的目的與意義11-12
• 1.3 灌區(qū)明渠測流的研究現(xiàn)狀12-17
• 1.3.1 灌區(qū)明渠測流的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.2 常見的灌區(qū)明渠測流設(shè)備和儀器14-15
• 1.3.3 我國灌區(qū)明渠測流存在的問題及發(fā)展趨勢15-17
• 1.4 課題的研究內(nèi)容和技術(shù)路線17-20
• 1.4.1 課題的研究內(nèi)容17-19
• 1.4.2 課題的技術(shù)路線19-20
• 第二章 傾角式明渠自動測流系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)20-34
• 2.1 自動測流系統(tǒng)的工作原理20-22
• 2.2 物聯(lián)網(wǎng)介紹22-24
• 2.3 測流系統(tǒng)的電氣工作原理24
• 2.4 自動測流系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-25
• 2.5 自動測流系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立25-31
• 2.6 自動測流系統(tǒng)的方案概述31-34
• 第三章 傾角式明渠自動測流系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)34-48
• 3.1 控制電路的設(shè)計(jì)34-37
• 3.1.1 主控電路的設(shè)計(jì)34-35
• 3.1.2 單片機(jī)的型號選取35-37
• 3.2 供電模塊的電路設(shè)計(jì)37-38
• 3.3 液晶顯示模塊的電路設(shè)計(jì)38-40
• 3.4 超聲波測距模塊40-42
• 3.5 光電編碼器42-45
• 3.6 串口轉(zhuǎn)WIFI模塊45-48
• 第四章 傾角式明渠自動測流系統(tǒng)的軟件開發(fā)48-74
• 4.1 傾角式自動測流系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)48-64
• 4.1.1 軟件程序語言和通訊協(xié)議的選擇49-50
• 4.1.2 中央控制器的軟件設(shè)計(jì)50-55
• 4.1.3 傳感器的信號采集與傳輸?shù)能浖O(shè)計(jì)55-57
• 4.1.4 數(shù)據(jù)庫軟件設(shè)計(jì)57-60
• 4.1.5 服務(wù)器端軟件設(shè)計(jì)60-64
• 4.2 傾角式自動測流系統(tǒng)客戶端的程序設(shè)計(jì)64-74
• 4.2.1 客戶端的程序語言選擇64-65
• 4.2.2 客戶端的功能與應(yīng)用程序設(shè)計(jì)65-74
• 第五章 自動測流系統(tǒng)的測試與應(yīng)用74-82
• 5.1 自動測流系統(tǒng)的調(diào)試74-75
• 5.1.1 系統(tǒng)的硬件調(diào)試74-75
• 5.1.2 系統(tǒng)的軟件調(diào)試75
• 5.2 自動測流系統(tǒng)測流實(shí)驗(yàn)75-78
• 5.3 自動測流系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用78-82
• 第六章 總結(jié)與展望82-84
• 6.1 總結(jié)82-83
• 6.2 展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 致謝88-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文90

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 竹山光 ,南勛 ,司振江,陳曉飛;用微機(jī)控制明渠流量和水深系統(tǒng)的研究[J];灌溉排水;1992年04期

2 曾學(xué)云;王月華;李進(jìn);曾玉紅;;復(fù)式斷面明渠分析解應(yīng)用研究[J];節(jié)水灌溉;2011年02期

3 于會泉,陳宇翔,樓駿;便攜式明渠流量儀的研究[J];浙江水利水電�？茖W(xué)校學(xué)報(bào);2004年03期

4 周和平;李平;禹鋒;;塑材U形明渠工程技術(shù)設(shè)計(jì)與施工研究[J];節(jié)水灌溉;2007年03期

5 蒙海濤;魯金鳳;劉佳泓;陳曼丁;趙吉睿;;面積流速儀在明渠流量監(jiān)測中的應(yīng)用[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2013年35期

6 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 徐俊林;陳紅勛;馬崢;;明渠流量的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展[A];第十六屆全國水動力學(xué)研討會文集[C];2002年

2 汪世鵬;陳元清;寧廷俊;;三峽工程明渠渡汛期通航水力學(xué)觀測分析[A];第十四屆全國水動力學(xué)研討會文集[C];2000年

3 吳福生;姜樹海;;含植物明渠的水動力學(xué)研究進(jìn)展[A];中國水利學(xué)會第二屆青年科技論壇論文集[C];2005年

4 槐文信;徐治鋼;楊中華;肖慶華;沈潔;;復(fù)式斷面明渠流中水平射流數(shù)值模擬[A];第二十屆全國水動力學(xué)研討會文集[C];2007年

5 戴建國;;明渠流量電話集測系統(tǒng)的研究[A];中國水污染防治技術(shù)裝備論文集（第六期）[C];2000年

6 王貞濤;董慶銘;劉棟;;明渠流中翼型堰繞流流動研究[A];第九屆全國實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2013年

7 林木基;;三峽工程明渠大流量通航研究[A];中國航海學(xué)會1999年度學(xué)術(shù)交流會優(yōu)秀論文集[C];1999年

8 陳雄波;段子冰;王原;;三維水流方程迭代求解時(shí)不同步修正[A];第十二屆中國海岸工程學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2005年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 記者 國平 范步 揚(yáng)燦 彭煜 通訊員 雪峰 啟東;十堰攻堅(jiān)治污確保一庫清水北送[N];湖北日報(bào);2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 陳啟剛;基于高頻PIV的明渠湍流渦結(jié)構(gòu)研究[D];清華大學(xué);2014年

2 岑麗輝;明渠引排水系統(tǒng)的控制與優(yōu)化[D];上海交通大學(xué);2008年

3 吳福生;含植物明渠水動力特性研究[D];南京水利科學(xué)研究院;2009年

4 鐘強(qiáng);明渠紊流不同尺度相干結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)研究[D];清華大學(xué);2014年

5 渠庚;含植物明渠水沙運(yùn)動規(guī)律試驗(yàn)研究[D];武漢大學(xué);2014年

6 阿西米;明渠淺水流動特性的試驗(yàn)研究[D];清華大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張振昌;明渠彎道水流數(shù)值模擬分析[D];蘭州交通大學(xué);2015年

2 韓露;明渠流條件下橋墩（群）阻水效應(yīng)實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究[D];上海交通大學(xué);2015年

3 許苗苗;基于物聯(lián)網(wǎng)的傾角式明渠自動測流系統(tǒng)的研究[D];太原理工大學(xué);2016年

4 劉斌;有植物明渠阻力特性試驗(yàn)研究[D];長沙理工大學(xué);2007年

5 陳國偉;流速—水位法測量明渠斷面流量[D];浙江大學(xué);2009年

6 蔡甫款;明渠流量測量的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2006年

7 王超;礦用堰槽式明渠流量測量儀研究[D];西安科技大學(xué);2013年

8 王成李;明渠流量測量方法及裝置研究[D];中國計(jì)量學(xué)院;2014年

9 張鵬;大水深明渠湍流渦尺度研究[D];重慶交通大學(xué);2013年

10 楊慧敏;基于明渠流的多相不分離計(jì)量研究[D];中國石油大學(xué);2007年

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本文編號：681482