摘 要

水资源一直以来是人类生存乃至一切生命的源泉。随着人类社会经济的高速发展，人口基数增加导致生活用水不断增加，各大工业的兴起导致水资源污染，水资源浪费加剧。因此，合理管理水资源在当代社会显得尤为重要。水资源监测技术又是其中不可或缺的一环，是保护水资源的重要基础。

本文主要设计了水资源监测终端机的硬件。水资源终端机硬件主要以监测取用水流量为目的，单片机AT89S52为硬件核心。A/D转换电路将超声波流量计采集的模拟信号转化为数字信号传送给单片机。同时单片机将数字信号通过GPRS向监测中心发送，同时并配备有LCD显示模块和键盘控制模块，方便维护人员操作。本文还对所选用的超声波流量计进行优缺点和原理分析，使该系统具有一定的实用价值。

水资源监测系统主要由监测中心、通讯媒介、监测终端机三大部分构成，具有实时监测取用水流量并上传数据的功能，使得水利部门的工作效率与针对性大大增加，对水资源的保护起到了重要作用。

关键词：水资源监测，AT89S52,A/D转换，超声波流量计

Abstract

Water has always been the source of all life and even human survival. With the rapid development of human society and economy, population base lead to increased domestic water is increasing, leading to the rise of major industrial water pollution, waste of water resources intensified. Therefore, the rational management of water resources is particularly important in contemporary society. Water monitoring technology is an integral part of which is an important basis for the protection of water resources.

In this paper, the design of water resources monitoring terminal hardware. Water main terminal hardware to monitor the flow of water taken for the purpose microcontroller AT89S52 core hardware. Analog signal into A / D conversion circuit ultrasonic flowmeter collection into a digital signal transmitted to the microcontroller. While the digital signal microcontroller via GPRS like monitoring center sends the same time and is equipped with LCD display module and keyboard control module, easy maintenance personnel to operate. This paper also selected ultrasonic flowmeter principle analysis and the advantages and disadvantages, so that the system has some practical value.

Water monitoring system mainly consists of monitoring centers, communications media, monitoring terminal three parts, with real-time monitoring of access to water traffic and data upload function, so that the water sector efficiency and relevance of greatly increased protection of water resources from to an important role.

Key Words： water monitoring ; AT89S52; A/D conveter; Ultrasonic flowmeter

目录

第1章 绪论 1

1.1课题研究的背景与意义 1

1.2国内外水资源监测系统发展现状 1

1.3本文主要研究内容与安排 2

第2章 水资源监测系统 4

2.1水资源监测系统结构 4

2.2系统设计原则 4

第3章 水资源监测终端机设计 6

3.1 终端机设计原理 6

3.2 终端系统部分结构 6

3.3 终端机硬件选取 7

3.3.1 主控单片机 7

3.3.2 超声波流量计 9

第4章 水资源监测系统硬件设计 13

4.1 52单片机最小系统 13

4.1.1 电源电路 13

4.1.2 晶振与复位电路 14

4.2键盘及显示电路 15

4.2.1 键盘电路及其原理 15

4.2.2 显示电路及其原理 16

4.3 A/D转换器 17

4.4 GPRS通信模块的研究与设计 19

第5章 总结与展望 20

5.1 总结 20

5.2 展望 20

参考文献 21

致谢 22

第1章 绪论

1.1课题研究的背景与意义

水是生命之源。水利是现代农业建设不可或缺的首要条件，是经济社会发展不可替代的基础支撑，是生态环境改善不可分割的保障系统。科学、合理的保护水资源，需要投入先进的科技和设备。根据世界公认的标准,凡人均淡水资源拥有量低于5000立方米的国家就视为贫水国。在世界近百个贫水国家中,中国是公认的贫水国,人均淡水资源拥有量不足2200立方米,排在世界人均数第100位之后^[1]。

自改革开放以来，我国经济高速发展，与此同时，对于水资源监测的要求越来越高，故此促进了水资源监测技术的发展。相关学科比如：计算机技术、通信技术等的迅猛成长也对其发展起到不小的作用。

水资源监测应用远距离监测、计算机、控制和通信等先进科技对水资源信息进行实时监测、传送和处理，其系统主要有水资源监测终端机，及GPRS无线通信技术及中心站。

水资源监测用于水务部门监控自备井取水、监测水厂进出水流量、检测明渠流量、监测地下水水位、监测水源地水质以及进行水资源远程收税管理等。为有效保护水资源、合理利用水资源、加强社会节水意识发挥了重要作用。

1.2国内外水资源监测系统发展现状

国内早期时，对于水资源资料的监测基本都是通过人工获取，然后将信息通过很初级的手段例如电报传输出去。显而易见，这种方法缺点很多，耗时耗力，人工观察的准确度很低，获取的水资源信息也较少。无法满足国家所需对水资源信息获取的时效性，从而影响了水利部门的指令与决策下达。