可视化多参数水文动态监测系统研究

论文摘要

可视化多参数水文动态监测系统将传感器技术、数据通讯技术和微计算机技术相结合,实现了水文数据的动态采集、实时传输及可视化分析处理,为预防水害的发生提供决策依据。系统以DELPHI作为软件开发平台,Microsoft SQL Server为数据库平台,采用类三层C/S结构的开发模式,将GSM无线通讯与工业控制网络有线通讯相结合,实现了对RTU采集的水位、水压、水温、管道流量、明渠流量等水文数据的实时传输。监测计算机通过串口通讯编程控件MSCOMM发送或接收数据帧的方式与地面GSM模块或井下分站通讯,将水文信息自动传输到系统数据库中。系统对挂接在安全监测系统中的水文传感器采集的数据,利用FTP和Socket技术进行传输,实现了水文监测系统对安全监测系统的数据集成,扩展了水文监测系统的应用模式。可视化的系统将自动采集、传输到监测系统主机的水文数据整理入库,通过相应的处理模块可实现水文数据的可视化查看,具有快捷、直观地查询与浏览能力。系统在系统界面可以显示各监测点的实时状态,对实时数据可以作出超限报警、列表显示、动态曲线图显示;历史数据也可以按列表和曲线图显示,还可以生成含水层各测点水位的对比曲线和等值线图以及各种统计分析报表。通过对水文数据的可视化,将数据信息以直观、形象地图形表现出来,使得各种信息和分析结果更加一目了然。可视化多参数水文动态监测实现了无人职守下的地下水数据采集,结合可视化分析与处理手段,可以及时掌握地下水的动态。系统在山东、河南、河北、安徽等地的煤矿单位的实际应用中,取得了较好的经济效益和社会效益,对指导煤矿安全生产和矿井水害的防治起到了重要的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 矿井水文监测系统的国内外研究现状
• 1.2.1 国外状况
• 1.2.2 国内状况
• 1.4 本文的结构安排
• 2 系统总体设计方案
• 2.1 系统需求分析
• 2.1.1 系统功能需求
• 2.1.2 系统性能需求
• 2.2 系统总体设计
• 2.2.1 系统组成及工作原理
• 2.2.2 系统体系结构设计
• 2.3 系统开发实现方式
• 2.3.1 操作系统的选择
• 2.3.2 实现工具的选择
• 2.4 本章小结
• 3 可视化水文监测系统核心技术的选择
• 3.1 数据传输技术
• 3.1.1 GSM 通信技术
• 3.1.2 串行通信技术
• 3.1.3 Socket 通信
• 3.1.4 FTP 技术
• 3.2 多线程技术
• 3.2.1 多线程技术
• 3.2.2 水文监测系统中的应用
• 3.3 数据编码方案的应用
• 3.4 数据滤波技术
• 3.5 信息可视化技术
• 3.5.1 可视化技术出现的必要性
• 3.5.2 可视化技术研究的内容
• 3.5.3 可视化技术的实现
• 3.6 本章小结
• 4 水文数据采集与传输的实现
• 4.1 基于硬件的数据采集实现
• 4.1.1 地面水位传数据采集
• 4.1.2 井下压力与温度数据采集
• 4.1.3 井下流量数据采集
• 4.2 数据传输方案研究
• 4.2.1 基于无线通讯的地面数据传输
• 4.2.2 基于有线通讯的井下数据传输
• 4.3 数据采集与传输的软件实现
• 4.3.1 串行通信编程控件MSComm
• 4.3.2 地面数据的接收
• 4.3.3 井下数据的接收
• 4.3.4 安全监测系统数据的集成
• 4.4 本章小结
• 5 系统应用软件实现方案
• 5.1 系统应用软件设计
• 5.2 系统数据库设计
• 5.2.1 数据库设计基本原则
• 5.2.2 数据结构设计
• 5.2.3 数据库主键的选取
• 5.2.4 数据库存储过程
• 5.2.5 数据库的访问
• 5.3 系统应用软件功能实现
• 5.3.1 测点分布界面
• 5.3.2 实时数据报警
• 5.3.3 实时曲线
• 5.3.4 历史数据查询
• 5.3.5 历史数据曲线
• 5.3.6 报表统计
• 5.3.7 水位等值线
• 5.3.8 系统管理模块
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录