基于“组态王”的无线冰水情远程监测管理系统的设计与应用

论文摘要

本课题是在山西省留学回国人员科研重点资助项目“山西省全天候流域河道水情遥测系统（项目编号: 2007-2）”资助下完成的一项科研成果工程转化应用研究。论文基于太原理工大学测控技术研究所多年来在冰生消、冰水情自动化监测方面所取的研究成果,以国家水文重点报汛站—滹沱河忻州南庄水文站、山西省水文重点报汛站—汾河流域太原市娄烦县境内的河岔水文站和汾河水库水文站冰水情自动测报管理系统的建设为应用背景,结合国内外冰水情监测技术现状,以组态软件为开发平台,融合移动通信数据传输及图像信息处理等技术设计了一种可应用于大面积流域多监测点环境下的无线冰水情远程监测管理系统。该系统软件采用国产组态软件“组态王6.53”,利用GSM调制解调器和网络摄像机,并借助于移动通信中GSM/GPRS数据传输技术实现了采集数据的无线远程通信;接收到的数据信息被存放到监控中心PC管理微机数据库中,运用Microsoft Access进行数据管理备存储、查询,并通过工控软件组态王对数据进行分析和处理,生成相关的报表及图表,实现了对冰水情数据与图像信息的网络化远程自动监测管理功能。冰水情远程监测管理系统主要由两部分组成:现场冰水情数据采集终端系统和数据采集管理中心信息监测管理系统,本课题重点研究了数据采集管理中心信息监测管理系统的设计及“组态王6.53”软件的二次开发过程。论文主要包括以下几个方面的内容:1)从整体上介绍课题的研究背景及技术现状,在此基础上通过阅读大量文献资料给出了无线冰水情远程监测管理系统整体结构设计方案及其工作原理。2)简要介绍数据采集管理中心信息监测管理系统的设计方案及相关技术,包括软件开发平台、通信模块及GSM/GPRS通信技术;并对组成数据采集管理中心信息监测管理系统的GSM通信模块、无线视频采集模块、基于“组态王”软件开发的功能模块和后台数据库等进行了讨论与分析。3)从文本数据的接收及处理、视频图像的采集、画面及数据的Web发布等三个方面对监控中心信息监测管理软件的编制过程进行了详细介绍。4)对监测系统在实际工程中的应用情况进行了介绍并对整个系统的设计工作进行了分析总结。本论文设计的系统作为“基于空气、冰与水物理特性的河道冰水情自动测报应用技术研究”的科研应用成果,已在“山西省全天候流域河道水情遥测系统”和“太原市汾河河道全天候水情遥测系统”等水利工程中得到了实际应用。2009年5月该应用成果通过了山西省科技厅组织的专家鉴定,取得了很好的经济与社会效益。结合本项目的研制,论文作者与项目组其他同学合作完成的“基于空气、冰与水物理特性差异的冰水情连续自动测报系统”科技作品参加了第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技品竞赛,获得世博会专项竞赛一等奖。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 冰水情自动检测是我国工程应用领域迫切需求的一项技术
• 1.1.2 我国及我省水文自动监测系统建设现状
• 1.2 国内外冰水情监测技术研究现状
• 1.3 论文研究内容及意义
• 第二章 无线网络冰水情远程监测管理系统整体结构设计
• 2.1 冰水情远程监测管理系统整体结构设计
• 2.2 系统主要功能及设计技术指标
• 2.3 现场冰水情数据采集终端系统简介
• 2.4 冰水情远程监测管理系统工作原理
• 第三章 冰水情数据采集管理中心信息监测管理软件的设计
• 3.1 冰水情监测管理软件整体功能设计
• 3.2 监测管理软件运行环境与通信接口设备的选择
• 3.2.1 组态王的运行环境
• 3.2.2 通信接口设备的选择
• 3.3 管理软件开发平台的选择
• 3.3.1 组态软件概述
• 3.3.2 工控软件“组态王”概述
• 3.4 监测系统通信方式介绍
• 3.4.1 GSM/ GPRS 介绍
• 3.4.2 数据的远程网络传输方案介绍
• 第四章 冰水情数据采集管理中心信息监测管理软件的编制
• 4.1 文本数据的接收及处理
• 4.2 视频图像的采集
• 4.3 WEB 发布
• 4.3.1 画面发布
• 4.3.2 数据发布
• 第五章 冰水情远程监测管理系统在实际水利工程中的应用
• 5.1 在太原市汾河流域冰水情无线遥测系统中的应用
• 5.2 在山西省全天候流域河道冰水情无线遥测系统中的应用
• 5.2.1 监测管理软件的功能
• 5.2.2 监测管理软件的介绍
• 5.3 工程应用结果分析
• 总结与展望
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研获奖成果