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《四川大学》 2003年
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分布式网络化工程监测系统平台构筑及其在水情测报中的应用

周新志  
【摘要】: 本文围绕分布式网络化工程监测系统及平台构建这一重要领域,开展了以下几个方面的研究工作: (一)在工程监测系统平台方面,提出“智能传感器+现场以太网+Internet网”的分布式网络化工程监测系统模型。以系统集成的方法建立了基于网络的工程监测系统平台,能实现以太网在工程现场组网,通过Internet远程联网,从而完成各种工程现场数据的跨地域传输与交换。它与传统的监测系统相比,是以计算机网络为系统核心,将局域网与广域网有机结合作为集成平台,结构灵活,通用性强,可方便实现从数据现场采集到远程发布的大范围分布式监测。 (二)在构建工程监测系统平台的基础信息单元—网络化智能前端监测系统的设计中,论文从嵌入式Internet技术的研究入手,分析了现有嵌入式系统接入Internet的各种方法,并在深入研究数据封装和发送问题基础上,提出了一种基于串口服务器的Internet接入模型。通过对嵌入式系统通信中链路层、网络层、传输层及应用层协议的选择,实现了嵌入式Internet作为TCP/IP协议的一种嵌入式应用,解决了该模型中最核心的网络通信协议问题。 (三)在网络化智能前端监测系统的工程实现方面,借鉴传统智能传感器的概念,加以IP网络通信的功能,论文提出了网络化智能前端监测系统的体系结构。研制了一套以微控制器为核心的实现8通道数据采集的嵌入式Internet系统。该电路可与任何常规的传感器集成,可自动产生带时标的并按TCP/IP协议规范封装的数据帧。作为现场监测系统具有通用性。 (四)论文深入研究windows DNA体系结构及远程分布组件技术,建立了基于COM+的分布式监测系统软件结构,并根据该结构的需要,实现了数据采集与存储模块、数据显示与查询模块及数据库文件系统的创建。 中文摘要 此外,论文的工作还体现在实际应用方面。通过将本文提出的分布式网 络化工程监测系统平台用于灌区水情测报的试验应用,并与常规的水情测报系 统相比,证明本系统的体系结构及软硬件技术路线对工程监测应用系统有重要 的参考价值。 在深入进行应用研究方面,就该平台在水情测报系统中实现时所面临的 流量资料整编的核心问题,即水位流量关系的正确确定问题,本文进行了如下 方面的研究工作: (一)通过对传统曼宁公式方法研究,认为这种算法在处理水位流量关 系时只是一个近似的算法,存在不少问题,以之描述天然河道的水位流量关系 必然会带来误差。 (二)提出将现代控制论中的系统辨识方法应用于水位流量关系的拟 合。介绍了系统辨识的原理,并利用模型阶的F检验法和模型参数辨识的递推 最小二乘法确立稳定河道的水位流量关系。 (三)基于四川省都江堰灌区部分渠(堰)的实测水文数据,对传统曼 宁公式及目前已有的改进方法,如直接拟合方法、消除零点误差方法、遗传算 法、多项式拟合等方法以及本文提出的系统辨识方法进行了仿真研究和分析比 较。比较结果验证了系统辨识算法的成功性。 本文还在组件编程技术、嵌入式系统开发及使用可视化软件包visual Stodi。开发windows 2000平台上的应用软件系统做了一些有特色的工作。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:P332

【引证文献】
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【同被引文献】
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9 宁杰城;基于IAP技术的水情测报终端[D];四川大学;2005年
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