摘 要

每当我国进入雨季，防汛就成了各级政府的头等大事，在第一时间掌握灌区水位信息，就掌握了防汛工作的主动权。由于要安装的监测点的位置比较偏远，使用有线通信及电台通信的成本比较高。监测部门需要一种新型的无线通信方式实现对水位和降雨量的远程监测，这也是本次设计的主题。

本次设计分为四大部分，第一部分主要是对灌区水位实时在线监测方法的研究，分析了几种不同的水位监测方法，最后选择了浮子式水位测量法。该测量方式是我国最早采用的一种水位测量方式，技术相对成熟。

第二部分的内容是灌区水位无线遥测终端总体设计，主要研究了通信方式，包括有线通信方式和无线通信方式。系统的设计主要是信息中心、通信网络以及水位远程监测点的设计，以及利用APN的组网方案，最后阐述了系统的功能。

第三部分是灌区水位无线遥测终端的硬件设计，包括了无线通信模块，防雷模块，RTC模块,存储模块等硬件的设计。

第四部分是灌区水位无线遥测终端的软件设计，主要有以下几大功能模块：数据采集模块、数据存储模块、数据传输模块、远程升级模块、远程配置模块、本地配置模块及系统保护模块等等，软件的设计保证了系统功能的稳定实现。

关键字：灌区水位；无线遥测终端；水利监测；无线通信；

Abstract

Whenever China enters the rainy season, flood prevention has become a priority for governments at all levels，grasp the information about water level in the irrigation area in the first time,we have the initiative to control flood control .to master the flood control work initiative. Due to the relatively remote location of the monitoring points to be installed, the cost of using wired communication and radio communication is relatively high. Monitoring departments need a new type of wireless communication to achieve remote monitoring of water level and rainfall, which is the theme of this design.
   This design is divided into four parts, the first part mainly real-time online monitoring method of water level in the irrigation area, analyzes the different water level monitoring method, finally chose to float type water level measurement method. This method is one of the earliest water level measures adopted in China, and the technology is relatively mature.

The second part is the overall design of the wireless telemetry terminal of the irrigation area, which mainly researches the communication mode, including the way of wired communication and wireless communication. System design is mainly the information center, communication network and the design of water level remote monitoring stations, and the use of APN network schemes, finally expounds the function of the system.

The third part is the hardware design of the wireless telemetry terminal of the irrigation area, including wireless communication module, lightning protection module, RTC module, storage module and other hardware design.

The fourth part is the irrigation area water wireless telemetry terminal software design, mainly has the following several major functional modules: data collection module, data storage module, the data transmission module, the remote update module, the remote configuration module, local configuration module and system protection module, etc., software design to ensure the stability of the system function realization.

Key words: irrigation water level; Radio telemetry terminal Water conservancy monitoring; Wireless communication;

目录

1绪论 1

1.1政策背景 1

1.2行业特点 1

1.3应用前景 2

1.4 技术发展现状 2

1.5 本文主要研究内容 4

2灌区水位实时在线检测方法研究 5

2.1意义及作用 5

2.2 系统方案分析 5

2.3 水位测量方式的选择 6

2.4本章小结 7

3 灌区水位无线遥测终端总体设计 8

3.1 无线遥测终端的优势 8

3.2通讯方式 8

3.3系统组成 9

3.4组网方案 11

3.5系统功能 12

3.6本章小结 13

4 灌区水位无线遥测终端硬件设计 14

4.1低功耗设计 14

4.2输入输出接口 14

4.3无线通信模块 15

4.4防雷模块 16

4.5 RTC模块与看门狗 16

4.6存储模块 16

4.7本章小结 16

5 灌区水位无线遥测终端软件设计 18

5.1数据的采集存储与传输 18

5.2系统配置与远程升级 19

5.3睡眠低功耗功能 19

5.4水位上报 20

5.5系统保护 20

5.6本章小结 21

6总结与展望 22

参考文献 23

致谢 24

1绪论

1.1政策背景

国家现代化建设的一部分就是实现水利工程的现代化，国家现代化发展离不开对于水资源的大量需求，因此水利工程的现代化发展必须要跟上国家的发展步伐，然而现实之中水资源是相当有限的，在开发利用水资源的过程中又不能破坏其中存在的一些自然规律。

水的基本规律是存在的，在建设发展的过程中必须对此有清楚的认识，社会对于水资源的利用和分配应该是合理且有秩序的，不合理的需求和浪费要慢慢的消除。