雨量自动监测与雨水采集系统的设计与实现

发布时间：2024-02-20 12:45

　　水是生命存在的基础,地球之所以称为蓝色星球,是因为水占据了全球总表面积的70.8%。但是地球上可以供给陆地生活水量不到1%,其中占0.31%的地下水是大量生活用水的来源。我国西南的云南省和贵州省岩溶水存储极其丰富,但是因受到自然条件和社会经济发展的限制,目前地下水的开发效率仍比较低下。在日益增长的社会经济活动污染与全球变暖影响下,地下水的水质和水量已经受到严重影响,研究地下水的补给刻不容缓。在喀斯特地下水研究中,水同位素是研究降水补给地下水、地下水在含水介质中的存储与传输过程的良好示踪剂,需要及时收集降水同位素样品和洞穴滴水同位素样品,分析二者响应,计算降水在地下滞留时间及传播路径与过程。为此本课题设计了一套雨量监测与自动取样系统,再配合另一套洞穴滴水监测系统,能够推算出降雨经过的地质结构。为研究区域地下水补给及其模型建立提供科学依据,同时其监测取样部分具有较好的推广应用价值,稍加改进后也能应用于泉水、洼地水、径流水等多种水的自动取样。本系统主要实现以下功能:一、对降雨量进行监测,并能长时间工作记录。二、降雨自动取样功能,取样模式分为大雨和小雨模式,需要根据实际天气情况设置,大雨模式将...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状和发展
        1.2.1 国外研究现状和发展
        1.2.2 国内研究现状和发展
    1.3 课题来源
    1.4 研究内容和论文构架
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 具体架构
第二章 总体功能设计分析及关键技术原理
    2.1 系统功能设计
    2.2 自动取样机械模块关键原理
        2.2.1 雨量监测原理
        2.2.2 自动取样原理
    2.3 STM32相关技术关键原理
        2.3.1 外部中断原理
        2.3.2 数据存储相关技术---FLASH-SPI存储
        2.3.3 定时器原理
    2.4 低功耗电源技术原理
第三章 硬件设计与实现
    3.1 硬件总体结构组成
    3.2 机械功能设计与实现
        3.2.1 样品区设计与实现
        3.2.2 分水区设计与实现
        3.2.3 定位区设计与实现
        3.2.4 收集区设计与实现
    3.3 系统各功能电路设计与实现
        3.3.1 控制器的选择
        3.3.2 雨量传感电路
        3.3.3 自动取样控制功能电路的设计与实现
        3.3.4 GSM短信息发送功能硬件设计与实现
        3.3.5 数据存储功能设计与实现
        3.3.6 参数设置与监测数据获取功能电路设计与实现
        3.3.7 低功耗电源设计与实现
    3.4 本章小结
第四章 软件设计与实现
    4.1 MDK5开发环境
    4.2 系统主流程图和各功能的软件设计和实现
    4.3 雨量监测功能软件设计与实现
        4.3.1 方案设计
        4.3.2 设计实现
    4.4 自动取样控制功能软件设计与实现
        4.4.1 方案设计
        4.4.2 设计的实现
    4.5 GSM短信息功能软件设计与实现
        4.5.1 方案设计
        4.5.2 设计的实现
    4.6 数据存储功能软件设计与实现
        4.6.1 方案设计
        4.6.2 设计的实现
    4.7 参数设置与监测数据捕获功能设计与实现
        4.7.1 上位机的设计与实现
        4.7.2 WIFI模块的设计与实现
    4.8 本章小结
第五章 系统分析测试
    5.1 硬件电路板及设备
    5.2 降雨量监测硬件测试
    5.3 降雨自动取样硬件测试
    5.4 工作参数设置与监测数据获取
    5.5 降雨量监测性能测试
    5.6 自动取样性能测试
    5.7 GSM短信息功能测试
    5.8 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间完成的科研成果
致谢



本文编号：3904185