多普勒明渠流量计V1.0开发及操作说明手册.doc

多普勒明渠流量计 V1.0 技术开发及操作说明手册 一、 概述多普勒明渠流量计是以流速-水位运算法为基础，并采用了先进的流速测量仪和水位测量仪，从而确保测速和运算的准确性的一种新型智能化流量系统，系统采用多普勒原理测量流速，采用高精密的压力传感器测量水位，根据测出的实际水位、流速和已置入的渠道参数，按照预定的数学模型 计算出渠道的流量。二开发技术要求1、采用超声波多普勒测速及压力水位计的方式实现明渠流量测量。2、 可置入渠道参数，实现明渠流量的精确测量。3、可通过GPRS实现数据的远程传输。4、针对上述要求做出整体设计，包括设备架构、数据库及功能模块。三、确定系统功能与性能 由需求调查确定多普勒明渠流量计的设计目标，这一目标包括系统功能与性能。系统功能主要由数据采集、数据处理、输出控制等。四、确定系统基本结构 多普勒明渠流量计结构一般是以单片机为核心外部扩展相关电路的形式。确定了系统中的单片机、存储器分配以及输入/输出方式就可大体确定出自动反冲洗过滤控制系统的基本组成。（1）单片机在系统详细方案设计时，先要确定单片机的型号。所选单片机的型号不同，组成的系统结构也就不同。（2）存储器分配不同的单片机具有不同的存储器组织。应根据应用系统的需要合理进行存储器的分配。（3）I/O方式采用不同的输入/输出方式，对于单片机应用系统的软、硬件结构有直接的影响。在单片机应用系统中，常用的I/O方式主要有：无条件传送方式(同步传送方式)、查询方式、中断方式。（4）网络控制器性能稳定，结构简单，编程易实现的网络控制器对于优化多普勒明渠流量计起着关键性的作用。多普勒明渠流量计的工作模式可以分为两类，手动方式和自动方式。无论工作于何种模式，都需要通过网络实现数据的对接与共享，以实现最基本的物理连接(即能够ping通)。五、硬件设计多普勒明渠流量计硬件设计是围绕着单片机及网络控制器做外部功能扩展而展开的，其基本结构如图所示。1 程序存储器传统的单片机内无片内程序存储器或存储容量不够大，需外部扩展程序存储器。外部扩展的存储器通常选用FLASH存储器。现在的单片机一般都集成了较大容量的程序存储器，使用时，不需要进行程序存储器的扩展。2 数据存储器数据存储器用于暂时保存程序运行中的中间结果，一般由RAM 构成。大多数单片机都提供了小容量的片内数据存储器，只有当片内数据存储器不够用时才扩展外部数据存储器。无论是程序存储器还是数据存储器，存储器的设计原则是：在存储容量能够满足要求的前提下，尽可能减少存储芯片的数量。3 译码电路当需要外部扩展电路时，常常需要设计译码电路。译码电路要尽可能简单，要求存储器空间分配合理，译码方式选择得当。4 总线驱动器如果单片机外部扩展的器件较多，负载过重，就要考虑设计总线驱动器。六、软件设计软件是多普勒明渠流量计中的一个重要组成部分，一般计算机应用系统的软件包括系统软件和用户软件，而多普勒明渠流量计中的软件一般只有用户软件，即应用系统软件。软件设计的关键是确定软件应完成的任务及选择相应的软件结构。1 任务确定根据系统软、硬件的功能分工，确定出软件应完成什么功能。作为实现控制功能的软件应明确控制对象、控制信号及控制时序;作为实现处理功能的软件应明确输入是什么、要做什么样的处理(即处理算法)、产生何种输出。2 软件结构软件结构与程序设计技术密切相关。程序设计技术提供了程序设计的基本方法，最常用的程序设计方法是模块化程序设计。模块化程序设计具有结构清晰、功能明确、设计简