目  录

第一章  绪论 - 1 -

1.1  课题背景及其意义 - 1 -

1.2  国内外发展状况 - 2 -

1.3  本课题研究的主要内容 - 5 -

第二章  系统方案设计 - 7 -

2.1  总体方案 - 7 -

2.2  传感器的选择 - 7 -

2.2.1  传感器的工作原理 - 7 -

2.2.2  传感器功能规范 - 8 -

2.3  硬件电路的设计 - 8 -

2.3.1  I/V转换电路 - 9 -

2.3.2  信号调理 - 9 -

2.3.2.1  滤波电路 - 10 -

2.3.2.2  MATLAB仿真 - 10 -

2.3.3  A/D芯片的选择 - 12 -

2.3.4  单片机的选择 - 14 -

2.3.5  LED显示的连接电路 - 18 -

2.3.6  光电隔离 - 19 -

2.3.7  TTL——RS485转换电路 - 20 -

2.3.8  RS485——RS232转换电路 - 22 -

2.3.9  电源模块 - 23 -

2.4  原理图和PCB的创建 - 25 -

2.4.1  原理图的创建 - 25 -

2.4.2  PCB的创建 - 29 -

2.5  硬件测试 - 33 -

2.5.1  硬件故障归纳 - 33 -

2.5.2  硬件调试步骤 - 33 -

2.6  系统软件总设计简介 - 34 -

2.7  本章小结 - 35 -

第三章  短消息发送模块 - 36 -

3.1  功能简介 - 36 -

3.1.1  工作流程 - 37 -

3.1.2  主要参数 - 38 -

3.2  外围电路工作原理 - 38 -

3.2.1  GSM模块外围硬件连接 - 38 -

3.3  本章小结 - 40 -

结  论 - 41 -

致  谢 - 42 -

参考文献 - 43 -

第一章  绪论

1.1  课题背景及其意义

为了更好地利用水力资源，在河流上修建拦河坝非常常见。如此，河水被大坝隔断，上下游的水位落差较大，船舶将无法通行，因此需要修筑船闸，以此使船舶能克服航道上的集中水位落差。船闸过船的过程主要是利用了连通器的原理，在液体不流动的情况下，各容器中的液面总保持相平。将其原理运用到船闸过船中，将船闸左右两侧水库合看为一个U形管，船闸左右两边水位各不相等，当船闸打开时，位于高水位的一侧河水水位会慢慢降低，低水位的一侧河水水位会慢慢降增高，直至两侧水位相等，此时位于水库低水位一侧的船只便可平稳地进入相对较高的水域，直至到达上游水域。具体过程如下：船从上游驶向下游时，先全部关闭A船闸，关闭B船闸上部，不让船进入闸区即AB之间。打开B船闸的水下部分，使得上游的河水通过B船闸下部进入闸区即形成一个连通器，等到闸区内的水面与上游水位一样高时，打开B船闸的上部，让船行驶进闸区。然后，全部关闭B船闸，打开A船闸的水下部分，使得闸区与下游形成一个连通器，那么闸区内的水就流出，水位逐渐减低，等到闸区内的水位与下游相同时，打开A船闸的水上部分，船就可以驶出闸区。进而完成从上游到下游的过程。当然，等船驶出后，B船闸又要完全打开。在两水库水位上升和降低的过程中，需要及时地掌握实时水位变化信息，因此就需要用到水位的采集与发送。