基于虚拟现实和物联网的水闸自动化监控系统.pdf

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网友ijfglzx654近日为您收集整理了关于基于虚拟现实和物联网的水闸自动化监控系统的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：技术应用51地理信息世界GEOMATICSWORLD2013.08Vol.20 No.4【摘要】利用虚拟现实和物联网技术,根据水闸调度数学模型和制定的闸门运行调度模式来控制闸门的运行,在虚拟现实环境中展示闸门的实时运行状态,并通过传感器实时获取闸门运行、水位、流量等数据,和闸门调度方案的一致性进行检测,对异常信息及时捕获和定位,实现自动化监控的目的。以南京市三汊河河口闸的闸控管理系统建设为例,基于虚拟现实和物联网技术建立的水利闸门自动化监控系统,可以提高水闸调度运行响应速度和能力,实现在线优化调度,提高系统的可靠性和稳定性,保证控制命令的正确执行。【关键词】虚拟现实;物联网;水闸;自动化控制;三维建模Abstract: This paper discusses the use of the technique of virtual reality and IOT to get real-time operating statusof sluice in the virtual environment according to the scheduling model and dispatching mode. Sensors are appliedto monitor and track the real-time information of the running state, water level and flux. It can locate the exceptioninformation paring the dispatching scheme of sluice and achieve the purpose of automatic monitoringand control. This paper takes the automatic monitoring and control system of Sancha river sluice as an example,improves the responsive speed and capability of sluice, enhances the stability and reliability characteristics, andensures the correctness of mand.Key words: Virtual Reality; of Things; Sluice; Automatic Monitoring and Control; 3D Modelling基于虚拟现实和物联网的水闸自动化监控系统文章编号:1672-1586(2013)04-0051-05 中图分类号:TP27 文献标识码:B基金项目:国家自然科学基金项目(41101350)资助作者简介:王履华(1981-),男,江苏盐城人,硕士,主要研究方向为地理信息应用工程技术及水利信息化。E-mail:wanglvhua@收稿日期:2013-01-07Automatic Monitoring and Control System for Sluice Based on Virtual Reality王履华1,孙在宏1,2,吴长彬1,2,曾微波1,3(1.南京市地理信息应用工程技术研究中心,江苏南京 210036;2.南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室,江苏南京 210046;3.南京大学地理与海洋科学学院,江苏南京 210046)WANG Lvhua1, SUN Zaihong1,2, WU Changbin1,2, ZENG Weibo1,3(1.Nanjing Engineering Technology Research Center for Geographic Information Application, Nanjing210036, China; 2.Key Laboratory of Visual Geographic Environment, Ministry of Education, Nanjing NormalUniversity, Nanjing 210046, China; 3.School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University,Nanjing 210046, China)0 引言越来越多的内陆河网通过水闸控制与外围河流和海洋进行水体交换[1],水闸作为挡潮排涝的重要枢纽,对有效控制内河水位,减轻突发性自然灾害造成的危害,保障河网地区的工农业生产和人民生命财产安全以及环境保护等诸多方面起着重要作用。自20世纪60年代,水闸综合自动化系统已开始研制,并在水利行业中得到运用。系统模式经历早期的数据采集系统、上下位机的分布式系统到目前较为流行的分层分布式综合自动化系统[2]。但是,由于水闸所处的工作环境普遍比较恶劣,其液压系统、传感设备装置等元器件老化较快,经常出现误动、拒动的现象[3]。为了充分发挥水利枢纽工程在国民经济建设和社会发展中的作用,进一步提高河网水闸综合管理决策的科学化、合理化水平,许多学者将虚拟现实和物联网技术应用到水闸的自动化系统建设中。曹阳在福建省九龙江北溪水闸综合自动化系统建设中,运用虚拟现实技术建立了水闸三维数字化工程运行管理信息系统[4],但三维仿真系统与中心数据库之间是单向的数据接口,三维仿真系统只能起到模拟和演示的作用。刘万新将虚拟现实技术应用到水利水电工程的设计中[5],开发出水闸工程虚拟现实演示系统,实现方案比选、协同设计等功能。吴建刚将物联网技术应用在沭阳水利枢纽工程中,并对可视化应用进行了阐述[6]。现技术应用52地理信息世界GEOMATICSWORLD2013.08Vol.20 No.4研究对虚拟现实和物联网技术在水闸综合自动化系统中的应用进行了探讨,并对其中关键技术应用进行了尝试,但虚拟现实和物联网技术在水闸自动化监控集成应用方面缺乏进一步的研究。为提高水利工程效益和管理水平,适应现代化水利的要求,本文基于虚拟现实和物联网技术建立水闸自动化控制系统,根据水闸调度数据模型和制定的闸门启闭方案来控制闸门的运行,在虚拟环境中展示闸门的实时运行状态,并和闸门调度方案的一致性进行检测,对异常信息及时捕获和定位。通过各类传感器对水利枢纽闸门系统的运行状态和健康状态实施实时监控,可以在很大程度上提高系统的可靠性和稳定性,保证控制命令的正确执行。1 总体技术架构设计物联网(IOT, ofthings)被看作信息领域一次重大的发展和变革机遇[7],通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把物品与网络连接起来进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的目的[8]。近年来物联网技术在国内外迅速发展,并在水利上得到深入应用,其中“感知太湖、智慧水利”是物联网技术应用示范项目,基于物联网技术建设

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