低功耗水雨情RTU的设计开题报告

1. 研究目的与意义

水旱灾害发生的频率很高，是当今世界给人类带来最大损失的灾害之一。

我国幅员辽阔、地形复杂、气候多样，特有的地理因素和自然条件，使得我国水旱灾害频繁发生。

为了防止水旱缓解灾情，我国投入了大量的人力物力和财力进行江河整治，加强水利工程的建设，基本建成了七大江河的防洪体系，大大增强了我国抵御水旱灾害的能力。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：1、采集功能的实现：采集水位、雨量变送器的标准信号；采用流量计、脉冲表的流量数据；2、报警功能：监测数据越限，立即上报告警信息；3、存储功能的实现：循环存储监测数据，掉电的话数据不能丢失，支持人工置数和历史记录本地下载功能；4、通信功能的实现：支持gprs、短消息等通讯方式；支持与多中心进行数据通信；支持实时在线、定时唤醒两种工作模式；5、远程管理功能的实现：要支持远程参数设置、程序升级；6、避雷保护功能的实现：要采取多级隔离、吸收措施，最大限度的避免雷击等过电压过电流对监测器的破坏。

难点：1、传感器的选型及相关信号扩展电路的设计，包括雨量传感器、水位传感器、adc器件、远距离通信器件等的选择与扩展电路的设计，要使其能够适应所选单片机信号的电平要求。

2、低功耗水雨情rtu的硬件电路的设计，包括电源电路，单片机与检测调理电路的接口，数据存储电路，实时时钟电路，防雷电路等。

3. 国内外研究现状（文献综述）

1、水位雨量采集系统为防汛测报提供及时的水雨情信息，随着应用需求的增加，原有的以8位单片机为核心的控制系统（rtu）满足多任务、多信道方面已经显得有点力不从心，采用嵌入式系统可以实现除了现有的卫星、电话、gsm/gprs等通信方式外，还可以实现基于网络的数据传输方式，实现对水位、雨量进行实时监测，从而实现测报系统的网络化。

并且介绍了嵌入式系统的基本原理，分析了arm微处理器的体系结构、指令系统、操作系统、开发软件等嵌入式开发技术，给出了基于arm的嵌入式系统的解决方案，并对水位雨量采集、存储、传输和数据安全措施进行了分析。

【1】余德华，刘泽文，张国学 期刊《人民长江》 2007年第10期2、以低功耗单片机mso430为mcu，设计一种应用于微灌智能测控系统的低功耗rtu，可完成水情的信息采集和灌溉设备的控制。

4. 研究方案

硬件是整个装置进行工作的物质基础，硬件器件的选型、硬件平台的构建以及电路模板的制作都将是影响最终装置工作性能是否优良的重要因素。

从硬件组成来看，硬件的设计可分为以下几个部分：单片机、电源、数据采集回路、控制输出、存储接口、数据通信接口，以及电路板的整体设计。

软件编制方面，考虑到系统设计进程、软件的可维护性和软件功能的实现的灵活性，软件采用的编程语言采用c语言与汇编语言相结合。

5. 工作计划

1、仔细查看任务书，领会课题的含义，并且按照要求查找相关的资料，理解有关的内容，对什么是rtu，rtu的作用有初步的理解。

2、翻译与课题有关的英文资料一份，论证课题的可行性，与老师同学沟通，或查阅资料，整理一下设计方案与设计思路。

3、确定传感器的测量电路、adc、数据存储电路、远距离传输电路，查阅有关的资料，分析一下信号调理电路工作原理。