水文站的水位自动监测系统设计方案
水文水资源监测预警系统建设方案
水文水资源监测预警系统建设方案一、引言水资源是人类生存和社会经济发展的重要基础，良好的水资源管理对于保障水安全、推动可持续发展具有重要意义。
水文水资源监测预警系统作为水资源管理的重要工具，能够及时、准确地获取水文水资源数据，并根据数据分析和模型预测，发出预警提示，为政府决策提供科学依据。
本文旨在提出一种水文水资源监测预警系统的建设方案，以加强对水资源的管理和保护。
二、系统需求分析1. 数据采集需求水文水资源监测预警系统需要搜集水文水资源的各类数据，包括水文数据（如水位、流量、降雨量等）和水资源数据（如水库蓄水量、河流水质等）。
系统需具备数据采集的能力，能够自动、准确地获取这些数据。
2. 数据存储和管理需求系统需要提供可靠的数据存储和管理功能，能够对搜集到的数据进行分类、整理和存储，并确保数据的完整性和可靠性。
同时，系统应具备一定的数据处理能力，能够对数据进行清洗、校正和分析。
3. 数据分析和预测需求系统需要具备强大的数据分析和预测功能，能够基于搜集到的数据进行统计分析、模型建立和预测。
系统应当能够根据预设的指标和标准，自动判断水文水资源的状态，及时发出预警提示。
4. 预警和报告需求系统需要具备预警和报告的功能，能够及时将预警信息传递给相关部门或人员，并生成相应的报告。
预警信息应包括预警级别、预警原因和建议措施等内容，报告应该直观、清晰地展示预警信息和分析结果。
5. 系统安全和可靠性需求系统的数据采集、存储和传输过程应具备安全性，能够有效防止数据丢失、泄露或遭到非法篡改。
系统应具备完善的备份和恢复机制，以确保系统的可靠性和稳定性。
三、系统设计方案1. 硬件设备根据数据采集需求，系统需要配置一定数量的传感器和仪器设备，用于实时监测各类水文水资源数据。
同时，为了保证数据的安全存储和高效处理，系统需要配置一台或多台服务器，并具备相应的存储和计算能力。
2. 软件平台为了实现数据采集、存储、管理和分析的功能，系统需要开发相应的软件平台。
常村矿矿井水文监测系统设计方案
1 系统设计目的
▪ 二、生产需要： 目前，常村矿井下水文数据的获取主要
还是人工法测量，很难保证数据的实时性 和连续性，更难取得同一时刻各个观测站 的监测数据，给矿井水文观测工作带来一 定的难度，既不利于矿井水文地质资料的 完善，也不利于观测站水量变化报警。为 保证矿井安全顺利的生产，需要将当前各 个水文观测站实现自动测量和报警。
历史数据查询可根据需要查询某时间段内各监测点的 历史数据，还可以将查询记录导出EXCEL格式。
▪ 地面检测仪器的查询版本
6、网页主界面 通过来查询数据
7、 Web端google地图 界面
鼠标左击监测点图标，即可弹出监测点数据参数，包括 水位值、温度值、电压值以及更新时间等。
9、 Web端实时列表界面
2 系统设计意义
监测系统的建立，可以及时发现涌水异常点， 实时掌握各个观测点的动态数据，摸清地表水， 含水层水位变化和井下出水点涌水量之间的水 力联系，探明生产矿井的充水因素、充水方式、 突水层位、突水点的位置与突水量，矿井涌水 量的动态变化与开采水平、开采面积的关系， 及早发现水害险情，及早排除险情，防止重大 水害的发生，对减少人员伤亡和财产损失起着 重大的作用。
月报表查询
可根据需要查询某月的数据记录，系统直接将数据汇总计算 生成报表，包含一月内的历史变化曲线和历史最大值、最小值、 平均值等数据。报表可以导出EXCEL或PDF格式，同时支持打印功 能。
年报表查询
可根据需要查询某年的数据记录，系统直接将数据汇总计算 生成报表，包含一年内的历史变化曲线和历史最大值、最小值、 平均值等数据。报表可以导出EXCEL或PDF格式，同时支持打印功 能。
目录
1
系统设计目的ห้องสมุดไป่ตู้
水利行业智能水情监测与水资源管理方案
水利行业智能水情监测与水资源管理方案第一章：智能水情监测系统概述 (2)1.1 智能水情监测系统定义 (2)1.2 智能水情监测系统发展历程 (2)1.3 智能水情监测系统应用领域 (2)第二章：智能水情监测技术原理 (3)2.1 遥测遥感技术 (3)2.2 数据采集与传输技术 (3)2.3 数据处理与分析技术 (4)第三章：水资源管理概述 (4)3.1 水资源管理定义 (4)3.2 水资源管理现状与挑战 (4)3.2.1 现状 (4)3.2.2 挑战 (5)3.3 智能化水资源管理发展趋势 (5)3.3.1 信息化技术在水资源的采集、传输、处理和分析中的应用越来越广泛 (5)3.3.2 智能化决策支持系统逐渐成为水资源管理的重要工具 (5)3.3.3 智能化水资源管理平台的应用越来越广泛 (5)3.3.4 智能化水资源管理人才培养日益重要 (5)第四章：智能水情监测系统设计 (5)4.1 系统架构设计 (5)4.2 硬件设备选型 (6)4.3 软件系统开发 (6)第五章：智能水情监测系统实施 (7)5.1 工程建设与施工 (7)5.2 系统集成与调试 (7)5.3 系统运行与维护 (7)第六章：水资源管理信息平台建设 (8)6.1 平台架构设计 (8)6.2 数据库设计与建设 (8)6.3 平台功能模块设计 (9)第七章：智能水情监测系统应用案例 (9)7.1 洪水监测案例 (9)7.2 水资源调度案例 (10)7.3 水环境监测案例 (10)第八章：水资源管理决策支持系统 (10)8.1 决策支持系统概述 (11)8.2 模型库与知识库建设 (11)8.2.1 模型库建设 (11)8.2.2 知识库建设 (11)8.3 决策支持系统应用 (12)8.3.1 水资源规划与管理 (12)8.3.2 水资源应急调度 (12)8.3.3 水资源信息发布 (12)8.3.4 水资源科研与教学 (12)第九章：智能水情监测与水资源管理效益分析 (12)9.1 社会经济效益分析 (12)9.2 生态环境效益分析 (12)9.3 技术创新效益分析 (13)第十章：智能水情监测与水资源管理未来发展展望 (13)10.1 技术发展趋势 (13)10.2 政策法规与标准体系建设 (14)10.3 行业应用拓展与融合 (14)第一章：智能水情监测系统概述1.1 智能水情监测系统定义智能水情监测系统是一种集成了现代信息技术、通信技术、传感器技术及数据处理技术，对水文水资源信息进行实时监测、传输、处理和分析的系统。
水文自动测报系统规范
水文自动测报系统规范1总则1.0.1为适应我国水文自动测报系统的发展，做好水文自动测报系统规划、设计、建设和运行管理，统一技术标准，特制定本规范。
1.0.2本规范适用于江河、湖泊、水库、水电站等水文自动测报系统的规划、设计、建设和运行管理。
1.0.3水文自动测报系统属于应用遥测、通信、计算机技术，完成江河流域降水量、水位、流量、闸门开度等数据的实时采集、报送和处理的信息系统。
1.0.4按水文自动测报系统规模和性质的不同可分为水文自动测报基本系统和水文自动测报网。
水文自动测报基本系统由中心站(包括监测站)、遥测站、信道(包括中继站)组成。
水文自动测报网是通过计算机的标准接口和各种信道，把若干个基本系统联接起来，组成进行数据交换的自动测报网络。
1.O.5新建水利、水电工程需要建设的水文自动测报系统，应作为工程规划设计的组成部分，并将系统的建设纳入工程建设一并实施。
1.O.6本规范中涉及水文测验、水文情报预报的精度要求，应按有关的国家标准和行业标准的规定执行。
2水文自动测报系统规划和可行性研究报告的编制2.1 基本资料收集和可行性论证2.1.1进行水文自动测报系统的规划设计，应收集下列基本资料：(1)计划建设水文自动测报系统地区的大比例尺地形图。
(2)流域内已建水文站网、报汛站网、邻近地区遥测站网方面的资料。
(3)流域的气象、水文资料：包括重要水文站的最高最低水位、短历时暴雨雨强、洪水产流汇流时间、洪水传播时间、防洪标准和洪水灾害，降雪量占降水量的百分比，最高、最低气温，相对湿度的平均值和最大、最小值，日照时数最少的持续时间等特征资料。
(4)雷电情况与地震烈度。
(5)已建和计划建设的水利工程布局，以及重要水利工程的技术资料。
(6)现行的水文预报、防洪调度方案，预报和调度工作的要求。
(7)流域内无线电台设置情况和发展规划。
(8)流域的社会经济、交通、供电和通信情况。
2.1.2建设水文自动测报系统的可行性论证包括：(1)依据建设目标、功能要求，所在地区的水文气象特征与地形条件，当前国内外的技术、设备状况，论证实现建设目标的技术可行性。
水文智慧监测系统设计方案
水文智慧监测系统设计方案水文智慧监测系统设计方案1. 系统概述水文智慧监测系统是一个用于监测和分析水文数据的智能化系统，旨在提供快速、准确的水文监测数据，以支持水文学研究和水资源管理。
2. 系统结构水文智慧监测系统主要由以下几个模块组成：- 数据采集模块：负责采集环境传感器的数据，包括水位、水温、流量等参数。
- 数据传输模块：将采集到的数据传输到数据库服务器。
- 数据存储模块：负责数据的存储和管理，以支持后续的分析和查询操作。
- 数据分析模块：对采集到的数据进行分析和处理，提取有用的信息并生成报告。
- 数据展示模块：将分析结果以可视化的方式展示给用户，以方便用户理解和利用数据。
3. 系统功能(1) 数据采集与传输功能：系统通过环境传感器采集水位、水温、流量等数据，并通过网络将数据传输到数据库服务器，实现实时数据采集和传输。
(2) 数据存储与管理功能：系统采用数据库存储采集到的数据，并进行管理和维护，以方便后续的查询和分析操作。
(3) 数据分析与报告功能：系统对采集到的数据进行分析和处理，提取有用的信息，并生成相应的报告。
例如，系统可以分析水位数据，判断是否存在洪水风险，并生成洪水预警报告。
(4) 数据展示与查询功能：系统提供可视化的方式展示数据和分析结果，并支持用户自定义查询操作，以快速定位所需的数据和信息。
4. 技术实现(1) 环境传感器：选择合适的环境传感器，如水位计、水温计、流量计等，以满足监测需求，并与系统进行接口对接。
(2) 通信技术：使用无线通信技术，如LoRa、NB-IoT、WiFi等，确保数据的稳定传输。
(3) 数据存储与管理：选择适当的数据库，如MySQL、MongoDB等，以存储和管理采集到的数据，并建立索引、优化查询等。
(4) 数据分析与报告：使用数据分析工具，如Python的pandas、numpy等，对采集到的数据进行处理和分析，并生成报告。
(5) 数据展示与查询：利用数据可视化工具，如ECharts、D3.js等，将分析结果以图表的形式展示给用户，并提供查询接口，方便用户查询所需的数据和信息。
水文监测实施方案
水文监测实施方案一、引言水资源是人类生存和发展的重要基础，而水文监测是保障水资源可持续利用的重要手段。
本文档旨在提出一套水文监测实施方案，以确保水资源的科学管理和合理利用。
二、监测目标1. 监测水文要素，包括水位、流量、水质等，全面了解水资源的变化和情况。
2. 监测水文变化规律，掌握水资源的季节性、年际性变化规律。
3. 监测水文灾害，及时预警和应对水文灾害，保障人民生命财产安全。
三、监测内容1. 水位监测：设置水位监测站点，利用水位计等设备，实时监测水位变化。
2. 流量监测：设置流量监测站点，利用流速计等设备，实时监测河流流量情况。
3. 水质监测：设置水质监测点，采集水样进行水质分析，监测水体污染情况。
4. 水文灾害监测：建立水文灾害监测系统，监测洪水、干旱等水文灾害情况。
四、监测方法1. 传统监测方法：利用水文测量仪器，定期对水位、流量等进行监测和数据记录。
2. 遥感监测技术：利用遥感卫星、无人机等技术，对水文要素进行遥感监测，获取大范围、高分辨率的监测数据。
3. 无人值守监测：利用自动监测设备，实现水文要素的自动监测和数据传输，减少人力投入。
五、监测数据处理与分析1. 数据采集：建立完善的数据采集系统，确保监测数据的准确性和完整性。
2. 数据处理：对采集到的监测数据进行处理和整理，形成规范的监测数据。
3. 数据分析：利用统计分析、模型计算等方法，对监测数据进行分析，掌握水文要素的变化规律和趋势。
六、监测成果应用1. 提供科学依据：监测成果为水资源管理和规划提供科学依据，指导水资源的合理利用。
2. 水文灾害预警：利用监测成果，及时预警和应对水文灾害，保障人民生命财产安全。
3. 研究应用：监测成果为水文研究和应用提供数据支持，促进水文科学的发展和应用。
七、总结水文监测是保障水资源可持续利用的重要手段，本文档提出的水文监测实施方案，将有助于加强对水资源的监测和管理，促进水资源的科学利用和保护。
希望各相关部门和单位能够按照本方案，认真组织实施水文监测工作，共同保护好我们的珍贵水资源。
水文钻孔水位、水温自动监测预警系统
水文钻孔水位、水温自动监测预警系统一、系统的意义复杂矿井水文钻孔水位、水温的数据监控是确保矿井安全运转的日常工作之一。
目前大多矿区仍然采用传统的人工观测水位措施。
该措施需要工作人员不分昼夜，不分天气好与坏，都得去现场利用皮尺或一些原始的工具手动测量。
人工检测一般无法做到实时性，一些突发情况的紧急处理往往就在短短的几分钟内，因此实时性的监测显得尤为必要。
钻孔一般在野外，路况差且相对分散，如果路途遥远还得驾驶交通工具，既费时也费力，既不经济也不安全。
本系统利用GPRS/GSM无线数据传输网络对矿区水文钻孔数据进行实时采集，整理传输，达到监测与预警功能。
与国家正在大力倡导建设的“数字化”矿井有机地结合，也为日常管理和监测提供基础数据。
其优点：利用公网，不需自建和维护通信网；不易遭受雷电袭击和人为破坏；组网灵活，站点变动和扩充容易；数据采集站设备利用太阳能，费用低。
二、该系统应用的行业有：l、工业遥信、遥测、遥控2、电信行业无人值守站机房监控和远程维护(如移动基站、微如移动基站、微波、光纤中继站等)3、城市配电网自动化系统与抄表数据传输4、高压电力设备监测、自来水、煤气管道、闸门、泵站与水厂监控5、城市热网系统实时监控和维护6、环境保护系统数据采集7、三防与水文监测8、人民防空警报设备监测9、气象数据采集10、其他无人值守(如仓库、办公楼等如仓库、办公楼等)监控11、金融、零售行业12、移动车辆监控调度系统13、油罐及输油管线监控14、城市路灯监控15、移动办公以及医疗监护三、主要技术原理:本系统主要由智能信息采集终端、信息综合服务器和用户终端三部分组成,见图1。
智能信息采集终端由CPU（ARM）、GPRS/GSM模块、检测、控制四部分组成，主要承担水位信息的采集任务，并将采集的信息通过GPRS/GSM模块发送至信息综合服务器。
信息综合服务器主要由管理控制、数据接收和发送、终端处理三个模块组成，主要实现对数据的接收、存储、显示等。
水文监测系统
水文监测系统水文监测系统1、水文监测的范围与内容：水文监测是水文传感器技术与采集、存储、传输、处理技术的集成。
监测范围：江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数。
监测内容：水位、流量、流速、降雨（雪）、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质等。
2、人工监测技术存在的问题：从水文传统的人工监测技术分析来看，主要存在以下问题：（1）记录方式以模拟方式为主，就是数字方式记录的也很难方便的输入计算机处理；（2）据处理基本靠人工处理判断，费时易错；（3）水文信息的采集、传输、处理的实时性和准确性较差，无法适应现代水文的需求。
因此，要用自动化技术促进水文监测自动化的发展。
3、水位的采集和传输用于自动化监测的水位传感器主要有浮子式水位计、压力式水位计、电子水尺和超声波水位计等。
这些传感器可以直接接到RTU上，自动监测水位参数。
地下水位的监测与地表水相同。
目前，省水文监测站与各采集点之间的数据通信主要采用手工抄录或PSTN电话线传输。
采用电话线传输数据时，由于每次拨号都需要等待，速度慢，而且费用也较高。
同时，由于各监控点分布范围广、数量多、距离远，个别点还地处偏僻，因此需申请很多电话线，而且有些监控点有线线路难以到达。
GPRS具有速度快、使用费用低的特点，其传输速度可达171.2kb/s。
与有线通讯方式相比，采用GPRS无线通信方式则显得非常灵活，它具有组网灵活、扩展容易、运行费用低投，维护简单、性价比高等优点因此，目前正考虑采用GPRS无线传输方式解决污染源监测数据的实时传输问题。
二、方案优点：中国移动GPRS系统可提供广域的无线IP连接。
在移动通信公司的GPRS业务平台上构建水文信息采集传输系统，实现水文信息采集点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。
经过比较分析，我们选择中国移动的GPRS系统作为水文信息采集传输系统的数据通信平台。
GPRS无线水文监控系统具备如下特点：1、可靠性高：与SMS短信息方式相比，GPRSDTU采用面向连接的TCP协议通信，避免了数据包丢失的现象，保证数据可靠传输。
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目录第一章绪论 (1)1.1国内外的发展概况 (1)1.2目的和意义 (1)1.3主要内容 (2)第二章数据采集的硬件设计 (3)2.1单片机数据采集系统 (3)2.1.1基本组成 (3)2.1.2采集方式 (3)2.1.3硬件组成 (4)第三章硬件电路设计 (5)3.1水位传感器的选择 (5)3.1.1浮子式水位传感器 (5)3.1.2压力式水位传感器 (5)3.1.3气泡式水位传感器 (6)3.1.4超声波水位传感器 (6)3.2传感器检测电路 (8)3.2.1超声波发射电路 (9)3.2.2超声波接收电路 (10)3.3 A/D转换电路设计 (10)3.3.1 A/D转换器工作过程 (10)3.3.2 A/D转换单元电路设计 (11)3.4单片机最小系统 (13)3.5 LED显示电路 (14)3.6 报警电路 (16)3.7串行通信电路设计 (16)3.7.1 RS-485通信总线 (17)3.7.2串行通信电路设计 (18)3.8 电源电路设计 (19)第四章软件设计 (20)4.1数据处理程序设计 (20)4.2数据采集处理...................................................................... 错误!未定义书签。
4.3数据显示.............................................................................. 错误!未定义书签。
4.4报警程序设计...................................................................... 错误!未定义书签。
4.5数据通信.............................................................................. 错误!未定义书签。
第五章系统的抗干扰及可靠性设计. (24)5.1电磁干扰对系统的干扰 (24)5.2系统抗干扰设计 (24)第六章总结 (26)谢辞 (27)参考文献 (28)附录A 外文翻译－原文部分： (29)附录B 外文翻译－译文部分 (35)附录C总体接线图 (40)附录D 主要源程序 (41)1.A/D转换子程序 (41)2.动态扫描显示子程序 (42)3.控制报警电路连续鸣音30ms的控制子程序的清单 (42)第一章绪论1.1目的和意义水情水位测量一直是水文、水利部门的重要课题。
为及时发现事故苗头，防患于未来，经济实用、可靠的水位无线监测系统将会发挥巨大的作用水位是水库大坝安全、水利排灌调度、蓄水、泄洪的重要参数之一。
水位的自动化监测、传输和处理为水库现代化建设提供了良好的基础资料。
在工农业生产的许多领域都需要对水位进行监控，可能现场无法靠近或现场无需人力来监控。
我们就可以通过远程监控，坐在仪器前就能对现场进行监控，既方便又节省人力。
为了保证水利发电站的安全生产,提高发电效率,水电站生产过程需要对水库水位、拦污栅压差和尾水位进行监测。
但是,由于不同电站有着不同的实际情况,因此就有着不同的技术要求,而且水位参数的测量方法和测量位置不同，对监测设备的要求亦有所不同。
这样往往造成监测系统设备专用化程度高,品种多,互换性差,不利于设备维护,亦增加了设备设计、生产、安装的复杂性。
因此,在综合研究水电站水位监测的实际情况以及特点的基础上,利用现代电子技术,特别是单片机技术和不挥发存储器技术,设计开发一种通用性好,可靠性高,维护方便,可适用于多种监测环境的多模式水位自动监测系统具有重要的实际意义。
1.2国内外的发展概况传感器是实现测量及控制的首要环节，一般传感器有模拟式和数字式两类，模拟式传感器，在和计算机及数字化仪器相连的时候必须采用A/D转换器把模拟量转换为数字量，且易受电磁干扰，不利于远距离传输。
数字式传感器直接将待测量转换为数字量输出，其输出信号抗干扰能力强，功耗小，可与数字设备直接连接。
数字式传感器的这些特点，特别适合应用于水情遥测系统中。
但限于成本控制本设计依然采用模拟传感器。
水位监测系统在我国的应用已相当普及。
大型国家水坝常采用由PC机和单片机组成的主从式的多机联网系统，单片机作为下位机，负责大坝现场各水位点的选通和采集，作为上位机的PC机，则负责大坝水位的集中显示和管理记录，PC机作为通用机，在用于专项的应用上时，难免会在很多方面存在问题，比如体积大，功耗大，运行不稳定、很难做到不间断运行等。
而PC机与单片机之间的通讯方式主要采用RS485总线技术和现场总线技术两种。
RS-485是使用较为广泛的双向有补偿传输线标准，其最大每段总线长度为1200米，每段最多支持32个节点，采用单组双绞线双向主从通信。
当总线加长或节点增多时需要使用中继器连接，全网络支持最多256个节点。
RS-485通信技术应用时间较长，软硬件实现较为容易，因此是国内粮情测控系统采用较多的通信方式。
而本文多路水位监测系统特点：1)能够灵活适应测量库水位、拦污栅压差、尾水位等变化缓慢或剧烈的水位的需要。
2)系统工作体制采用轮询方式，实时性好。
3)采用无线/有线双通道传输方式，提高了传输的可靠性。
4)水位采集站工作模式可灵活编程设定，以适应不同的监测环境。
5)监测分中心提供微波接口和RS-485接口，为上级监控中心提供监测数据。
1.3主要内容本次所设计的水位自动监测系统主要包括以下几个内容：1. 多点水位数据采集：具有自动检测水位等功能，可根据需要进行定时检测、选点检测和巡回检测；2. 水位数据传输：采集的数据进行远程传输，需要解决远程传输数据不稳定和有干扰等影响；3. 水位数据分析：通过单片机进行数据分析，然后将数据传输到LED和报警器，进行数据显示或报警；4. 水位数据显示：根据传回的数据通过LED显示；5. 水位预警：根据水位实测值与人工设定的超限制或相关数据模型进行对比分析，若实测值超过设定的范围，则语音报警。
水位自动监测系统采用液体压力探头采集水位原始资料，在单片机上进行模数转化资料处理，通过专线把资料传输到工作站；同时也可以在远程工作站通过电话拨号调用资料；在工作站的计算机上进行资料加工、存取、分析等处理。
远离水库的指挥中心通过该系统可获得当前时刻的水位、水库库容、淹没面积、当天最高水位、最低水位、日水位升降、平均水位等一系列数据，为水库的防洪、水库水资源调度、蓄水灌溉提供科学的数据。
该系统由数据采集、数据传输、数据分析、数据显示和水位预警等部分组成。
第二章数据采集的硬件设计2.1单片机数据采集系统本文的设计是基于单片机的数据采集系统是以单片机为核心控制器件。
单片机具有体积小、功耗小、成本低、可靠性高、灵活方便、价格廉以及控制功能强等特点而得到广泛的应用。
利用单片机的硬件、软件资源，实现信号采集的智能化控制和管理。
2.1.1基本组成基于单片机的数据采集系统是以单片机为核心控制器件；结合外围电路所构成。
基本组成如图2.1所示。
图2.1 数据采集系统的组成采集系统硬件主要包括传感器、转换器、单片机、输入输出接口电路等。
由单片机做为控制单元的数据采集系统的工作过程可分为以下几个步骤：数据采集是将被测量的信号转换为能够被单片机所识别的信号并输入给单片机；数据处理是由单片机执行以测试为的的算法程序后，得到与被测参数对应的测量值或形成相应的决策与判断。
2.1.2采集方式一个具体的采集系统的构成，根据所测信号的特性而定。
力求做到既能满足系统的性能要求又能在性能价格比上达到最优。
根据这个要求，这种方式轮流循环采样的转换速度较慢，但是节省硬件。
结构框图如图2.2所示。
图2.2 多路开关方框图数据处理部分采用AT89S52做为核心控制器件。
模数转换器采用8位串行模数转换器TLC0838，该芯片占用单片机的引脚资源少，仅占有单片机5个引脚即可完成8个通道的数据采集，简化了电路设计，降低了成本。
2.1.3硬件组成硬件部分分为数据采集和数据处理两部分。
整体硬件框图如图2.3所示。
图2.3 整体硬件框图数据采集部分采用多路开关方式进行，设计有8个模拟数据采集通道，满足了生产中多通道的要求。
可以对常见的模拟信号量，如水位、压力、流量、速度、频率等进行采集。
每一种信号量都可以使用不同的传感器。
扩大了数据采集系统的应用范围，具有较强的通用性。
它常用于采集多路变化缓慢的信号，如水位变化、应变信号等。
用这种方式采集多通道信号时，不能同时采集同一时刻的各种参数。
本文所设计的硬件框图，主要是超声波传感器采集电路，采集到水位数据后经过信号放大和采样保持后再由TLC0838进行A/D转换，然后输入到AT89S52单片机中，其中AT89S52单片机是整个系统的核心，单片机通过处理后再进行LED显示和越限报警，并将数据传送至上位机进行人工操作。
第三章硬件电路设计3.1水位传感器的选择传感器是实现测量及控制的首要环节，一般传感器有模拟式和数字式两类，模拟式传感器，在和计算机及数字化仪器相连的时候必须采用A/D转换器把模拟量转换为数字量，且易受电磁干扰，不利于远距离传输。
数字式传感器直接将待测量转换为数字量输出，其输出信号抗干扰能力强，功耗小，可与数字设备直接连接。
数字式传感器的这些特点，特别适合应用于水情遥测系统中。
但限于成本控制本设计依然采用模拟传感器。
目前主要测水位的液位传感器有浮子式水位传感器、水位跟踪式传感器、超声波水位传感器、雷达激光水位传感器,压力式水位传感器等。
下面是一些主要水位传感器的简单介绍。
3.1.1浮子式水位传感器其主要产品有上海精浦机电有限公司的GEMPLE GPH500，正天科技的FYC-3型浮子式水位传感器等。
1)工作原理：它利用液体浮力测液位的原理，靠浮子随水面升降的位移反映水位变化。
漂浮通过绳索经滑轮与编码器相连，编码器的数字输出即为水位高度。
为防止错码的出现，其编码器的编码为格雷码。
机械浮子式和光电浮子式都是来用机械齿轮减速产生进位和退位的办法来形成编码。
其工作示意图如图3.1所示。
图3.1 浮子式水位计工作示意图2）特点：稳定，可靠，优点：成熟、运用最广泛，价格相对较低。
3）缺点：机械加工复杂、运行阻力大、使用寿命短，测试数据离散。
3.1.2压力式水位传感器其主要产品有重庆华正的WYZ-1型压力水位计，武汉华凯的JWRWX-3压力水位计。
1）原理：根据压力与水深成正比关系的静水压力原理，运用压敏元件作传感器的水位汁。
当传感器固定在水下某一测点时，该测点以上水柱压力高度加上该点高程，即可间接地测出水位。
压力式水位计是一种通过压力传感器及其有关的引压信号传输数据处理等装置来测定水位的仪器可有数字显示编码输出及自动记录的功能它可分为引压式和直接式两种记录特征可分为模拟过程线数字显示分时段记时打印磁带记录固态存贮微机处理等形式。