基于GPRS的钻孔水文无线遥测系统

论文摘要

水害作为煤矿井下主要灾害之一，严重威胁着煤矿的安全生产。为防止水害，在矿井井田范围内，建立了许多水文地质钻孔，以便观测各含水层水位、水温、水质随气候、季节、采动的变化，指导防治水工作。此外，开发地下水电导率、PH值、混浊度的测量技术对地震短期预报具有十分重要的意义。针对目前钻孔水文监测系统的现状和存在的主要问题，我们设计了一种集信息采集技术、信息无线传输技术、信息处理技术及预测预报技术于一体的基于GPRS的钻孔水文无线遥测系统。本系统采用网络化体系结构，为系统的以后扩展提供了很大的方便，除了水位的测量外，还可用于水温、水质等相关数据的测量，应用范围广阔。系统包括现场部分、公共GPRS网络部分和监测中心部分，具有三层网络结构。现场部分主要由智能传感器、遥测仪、GPRS模块组成，各种智能传感器与遥测仪组成RS-485总线通信网络。智能传感器完成水文信息的测量，遥测仪定时循环唤醒各智能传感器测量水文数据，各智能传感器将测量的水文数据通过RS-485总线传送给遥测仪，由遥测仪进行集中处理、存储，并通过GPRS模块、GPRS网络将监测信息以无线传输方式发送到监测中心的监测计算机，完成数据的永久保存、打印输出，通过局域网可实现共享。监测计算机的控制命令或查询命令也可以通过GPRS网传送到遥测仪中，对各个智能传感器实行远程控制。本文着重阐述了系统方案的选择，遥测仪、智能传感器及监测计算机软件的设计思路、工作原理、实现方法，并详细介绍了相关硬件电路和软件工作流程的设计。本系统优化了传统的钻孔水文监测系统，并与无线通信技术相结合，实现了钻孔水文监测的自动化、智能化、模块化、层次化和网络化。具有成本低廉、分布灵活、传输可靠等优点，有较高的社会推广价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出及意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 2 GPRS网络与工作原理
• 2.1 GPRS网络概述
• 2.2 GPRS网络的工作原理
• 2.3 本章小结
• 3 系统总体方案设计
• 3.1 系统功能
• 3.2 系统构成
• 3.3 通信方式的选择
• 3.4 本章小结
• 4 智能传感器的设计
• 4.1 智能传感器的功能设计
• 4.2 智能传感器的组成及工作原理
• 4.3 智能水位传感器的设计
• 4.4 本章小结
• 5 遥测仪的设计
• 5.1 遥测仪的功能设计
• 5.2 遥测仪的组成和工作原理
• 5.3 单片机与GPRS模块通信接口的设计
• 5.4 遥测仪供电电路的设计
• 5.5 遥测仪的软件设计
• 5.6 遥测仪的现场设置
• 5.7 本章小结
• 6 上位机的设计
• 6.1 GPRS模块外围电路设计
• 6.2 监测计算机软件设计
• 6.3 本章小结
• 7 结论
• 7.1 主要结论
• 7.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间主要成果
• 附录
• 详细摘要