面向大型水域監(jiān)測用移動監(jiān)測動力系統(tǒng)設(shè)計開題報告.doc

畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告論文題目面向大型水域監(jiān)測用移動監(jiān)測動力系統(tǒng)設(shè)計院系機(jī)電工程系專業(yè)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化學(xué)生姓名學(xué)號指導(dǎo)教師2012年2月20日開題報告填寫要求1開題報告應(yīng)在畢業(yè)論文工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見后方可進(jìn)行論文正文寫作；2開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；3有關(guān)年、月、日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2006年9月25日”或“2006-09-25”。1研究的背景、目的及意義背景：近年來，太湖地區(qū)人口和經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，太湖長期沉積的富營養(yǎng)底泥與人類活動排放入湖的營養(yǎng)物相疊加，導(dǎo)致湖泊營養(yǎng)化日益嚴(yán)重。然而太湖環(huán)境保護(hù)和治理措施相對滯后，自上世紀(jì)90年代初以來，太湖幾乎年年都暴發(fā)不同程度的藍(lán)藻水華，尤其是2007年，太湖出現(xiàn)了大面積藍(lán)藻水華，造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會影響。太湖藍(lán)藻的治理始終是一件棘手的事情。每年夏季高溫之時，太湖便面臨著藍(lán)藻爆發(fā)的威脅。近年來，太湖治理已顯成效，處于有效控制和治理之中。利用一根白色的管子伸入水中，上面安裝了六種精密的探頭，能夠?qū)崟r感知太湖水質(zhì)六項重要指標(biāo)的變化。它不僅具有普通攝像頭的視頻采集功能，更是集成了光學(xué)感知芯片，具有光學(xué)識別的功能，能夠有目的地感知水面上關(guān)于藍(lán)藻的指標(biāo)因素。安裝了感知智能終端，能夠?qū)崟r處理采集到的水質(zhì)信息。這個智能終端能夠?qū)Ρ茸约旱念A(yù)報和收到的反饋，自動調(diào)整自己對水質(zhì)情況判斷的精度?！案兄彼軌蛲ㄟ^3G通信網(wǎng)卡，把太湖水質(zhì)的實時情況源源不斷地傳輸?shù)竭h(yuǎn)處的終端。工作人員通過在電腦上輕輕點擊代表水質(zhì)監(jiān)控站的綠色圓點，該水質(zhì)監(jiān)控站附近水域的實時情況馬上就出現(xiàn)在電腦屏幕上，而且屏幕上方關(guān)于這個水域的各項水質(zhì)指標(biāo)和藍(lán)藻爆發(fā)概率，清晰可見，并實時更新?！案兄睂λ{(lán)藻的防范監(jiān)控及時有效，取代了之前每天依靠人工取水、實驗室化驗的老辦法。之前，早上六點取到的水樣到晚上六點才能拿到水質(zhì)報告，而藍(lán)藻爆發(fā)非常迅速，指標(biāo)到達(dá)臨界點，如果不及時處置，兩個小時就會演變成大規(guī)模的爆發(fā)。之前，打撈藍(lán)藻主要是靠有經(jīng)驗的工人肉眼判斷。而“感知太湖”讓打撈藍(lán)藻的船與太湖水質(zhì)監(jiān)控情況連成一個網(wǎng)絡(luò)。一旦有監(jiān)測指標(biāo)顯示某處水域出現(xiàn)藍(lán)藻聚集情況，系統(tǒng)會第一時間自動通知附近打撈點的船只。如果檢測出藻情嚴(yán)重，超出附近打撈船只的作業(yè)能力，系統(tǒng)還會向周邊船只發(fā)布命令，這樣整個太湖上的打撈船只，便可以根據(jù)藻情合理配置。目的：為了保護(hù)水體環(huán)境，實現(xiàn)水環(huán)境風(fēng)險預(yù)警，水體的在線監(jiān)測必不可少。目前對水體監(jiān)測使用的浮標(biāo)一般是采用固定式，如果需要多點位的監(jiān)測則需要采用多個浮標(biāo)。現(xiàn)有的浮標(biāo)一般只能固定在某個位置上，監(jiān)測范圍有限，效率低，不能有效監(jiān)測廣闊水域的水環(huán)境水質(zhì)特征。若采用多個浮標(biāo)組網(wǎng)式監(jiān)測，則大大增加了監(jiān)測系統(tǒng)的成本。本畢業(yè)設(shè)計的旨在對固定式的浮標(biāo)進(jìn)行一系列結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化處理，使其能夠適應(yīng)于各種水域的監(jiān)測，尤其是面向大型水域。通過對移動浮標(biāo)的控制，將能夠獲得更多的更及時的監(jiān)測信息，以便迅速做出處理。意義：對太湖藍(lán)藻和湖水泛濫的監(jiān)測、藍(lán)藻打撈處理實現(xiàn)智能化感知、調(diào)度和管理；基于模式識別的智能傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)組與傳輸技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、智能調(diào)度等多項技術(shù)，并集成水利局現(xiàn)有的數(shù)據(jù)管理平臺，形成集智能感知、智能調(diào)度和智能管理于一體的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。通過該方案，實現(xiàn)指揮中心與有關(guān)終端的共享，從而及時控制太湖的水污染問題，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，防止水生態(tài)系統(tǒng)失衡，做到預(yù)防為主，防治結(jié)合，通過預(yù)防新的污染源出現(xiàn)，把環(huán)境污染造成的損失控制在最低限度，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。國內(nèi)小型浮標(biāo)發(fā)展趨勢：1、小型化、多參數(shù)和水文剖面參數(shù)測量：計算機(jī)技術(shù)、低功耗和太陽能技術(shù)的應(yīng)用，使得浮標(biāo)裝載的測量儀器設(shè)備實現(xiàn)了小型化和低功耗，給浮標(biāo)小型化提供了足夠的空間，并實現(xiàn)了多參數(shù)觀測，同時有較好的水動力特性，能較為方便地滿足水文剖面監(jiān)測對浮標(biāo)的要求。大大減小了浮標(biāo)的制造和運(yùn)行費(fèi)用，使用方便、靈活，易于運(yùn)輸。2、首次使用了國際上先進(jìn)的彈性繃緊系留系統(tǒng)：利用連接在系留系統(tǒng)中的彈性元件的調(diào)節(jié)作用，使系留索處于繃緊狀態(tài)。浮標(biāo)始終運(yùn)動在水面，隨波性良好，使波浪參數(shù)的測量更加準(zhǔn)確；3、應(yīng)用感應(yīng)耦合數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，進(jìn)行水下CTD剖面測量數(shù)據(jù)實時傳輸：采用技術(shù)先進(jìn)的感應(yīng)耦合傳輸式溫鹽深傳感器，安裝在水下系留索的不同深度，利用包塑系留鋼索與海水構(gòu)成感應(yīng)回路，通過系留纜將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁?biāo)數(shù)據(jù)艙內(nèi)，實現(xiàn)了從水面到水下的