基于ZigBee技術(shù)的黃河河道冰情多點監(jiān)測系統(tǒng)的設計與應用研究.pdf

1、黃河冰凌災害一直以來都給沿岸人民和國家造成難以估計的損失，因此，探索出一種有效的冰凌災害預警系統(tǒng)，對我國防災減災以及社會可持續(xù)發(fā)展都具有一定的意義。從2009年開始，論文作者所在課題組采用基于空氣、冰與水物理特性差異冰情檢測方法在內(nèi)蒙黃河河道開展冬季冰情定點連續(xù)監(jiān)測工程試驗，在單測點冰情連續(xù)監(jiān)測的研究中取得重要突破，獲取了監(jiān)測點的河道冰層生消變化過程數(shù)據(jù)。但是，由于以往檢測系統(tǒng)采用的是單點冰情檢測，獲得的數(shù)據(jù)不能全面反映整個河道監(jiān)測斷面

2、或相鄰流域的冰情變化，難以滿足工程運用的實際需求。針對單點冰情檢測暴露出的不足，本論文提出了將ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)引入到黃河河道的冰情檢測中，并融合了單片機技術(shù)、GPRS移動通信技術(shù)、計算機技術(shù)等多種信息技術(shù)，完成了基于Zi gBee技術(shù)的黃河河道冰情多點監(jiān)測系統(tǒng)的設計與應用研究，實現(xiàn)對黃河河道選定斷面進行多監(jiān)測點自動連續(xù)冰情檢測，為黃河冰凌災害的監(jiān)測和預報提供更全面、可靠的冰情數(shù)據(jù)。
　　 為實現(xiàn)上述技術(shù)方案，論文主

3、要涉及到以下五個方面的研究內(nèi)容:
　　 1.查閱大量的中英文文獻，分析總結(jié)國內(nèi)外常用冰情檢測方法的應用特點和不足，采用“基于空氣、冰與水物理特性差異”的新型冰情檢測方法，并在該基礎(chǔ)上引入ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)，以實現(xiàn)對黃河河道選定斷面進行多監(jiān)測點的自動連續(xù)冰情檢測和數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡化管理功能;
　　 2.針對系統(tǒng)涉及到的兩個關(guān)鍵技術(shù)，分別對R-T冰層厚度檢測傳感器的檢測原理和ZigBee技術(shù)進行了理論研究，并通過對幾種

4、常見的短距離無線通信技術(shù)的特點進行比較，選擇了ZigBee無線通信技術(shù)組建現(xiàn)場無線局域網(wǎng)絡的設計方案;
　　 3.根據(jù)實際工程應用的特點和需求，改進R-T冰層厚度檢測傳感器的控制電路與結(jié)構(gòu)，并完成黃河河道冰情多點監(jiān)測系統(tǒng)的硬件電路設計和軟件程序的編寫任務;
　　 4.基于廈門四信公司的無線數(shù)傳終端F8114和F8914，完成了系統(tǒng)ZigBee無線網(wǎng)絡的組建和GPRS無線遠程數(shù)據(jù)傳輸;
　　 5.考慮到現(xiàn)場的特殊地