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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近年来，我国的水利水电建设事业快速发展，截至2016年，全国范围内受监测的大中型水库总量达到了3914座。随之而来的，则是越来越多的对水库堤坝的安全风险以及对风险的监测和控制的关注和研究。而堤坝的泄漏，则是堤坝本身所承受的隐患最直观也最容易发现的表现，因此一个能够对堤坝泄漏现象进行监测和报警的系统，能够让监测人员及时发现堤坝所面临的损害和隐患，从而为后面的预防和修复工作奠定基础。modbus通信协议是一种广泛应用于工业设计的通信语言，拥有简单可靠、出错率低等优点。而且由于多个厂商的设备均能够使用modbus协议，因此以modbus协议为核心的系统不会受厂商型号等限制，可以更加自由地选择需要的设备。因此，基于modbus协议设计的分布式堤坝泄漏监测系统，可以增加设备选择上的自由性，从而根据不同情况合理配置系统硬件以达到最佳的监测效果。

国内外研究现状

目前国内外对modbus协议的研究与应用，以及在监测堤坝泄漏的实现上，分别都已经有了数量可观的成果。

modbus协议自诞生以来，由于成本低廉且能够广泛用于各种应用的解决方案，其在国内外的包括监测系统在内的各项工业领域都得到了广泛应用。在堤坝监测方面，国内外则有着不小的差距，和大部分环节都早以实现自动化的西方发达国家相比，我国起步较晚但发展迅速，已经开始向环节自动化和管理现代化迈进。

2. 研究的基本内容

1.系统总体设计

列出欲设计的系统包含的部分及其功能，包括网络部分、硬件部分和软件部分，并列出各部分的关系图。

2.各部分的设计

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本次设计所采用的实施方案如下：

1.软件层面上，系统分为监测端（monitor）和客户端（client），监测端负责检测是否渗水；客户端负责整个系统的控制，根据预设的时间周期向监测端发出命令，监测端接收命令后向客户端发回是否渗水的数据，客户端将接收的数据存入数据库，并在渗水情况到达报警条件时触发警报。本系统的程序包括设定数据采集的时间周期、转存数据、触发警报和测定渗水地点四个部分，均使用c 编写，数据库则使用mysql。

2.硬件方面，系统仍然分为监测端和客户端，两者之间使用rs-485总线传输数据。监测端在堤坝的若干关键位置上安装水浸传感器（本设计采用昆仑海岸厂商生产的js-dx缆型水浸变送器）以检测是否有渗水。客户端包含控制、存储和报警和显示四个部分，控制和显示部分均使用同一台pc机，负责程序的执行以及出现渗水时渗水地点的显示；存储部分使用普通服务器，负责存储数据；报警部分使用最常见的灯式警报器加警铃，在检测到渗水的条件下通电并工作。

4. 参考文献

[1] 陈平. modbus协议运用问题研究[j]. 中国电工技术学会电器智能化系统及应用专业委员会2013年学术年会, 2013.

[2] 郑丽君. 基于 modbus协议的矿井顶板状态监测系统研究[j]. 煤, 2008（7）.

[3]贺超波，陈启买，罗金群，刘海. 基于modbus协议的金属腐蚀监测系统的设计与实现[j]. 现代计算机, 2006（8）.