基于溫度補償的地下水位監(jiān)測儀設計.pdf

1、近些年來，隨著中國經濟的發(fā)展以及人口的增加，地下水面臨著過度開采的問題，這不僅導致地下水水位大幅下降形成地面沉降湖泊枯竭，而且會影響植被生長造成水土流失使生態(tài)惡化。因此，精確的地下水水位監(jiān)測對于合理的利用地下水資源維持生態(tài)平衡至關重要。
　　目前中國地下水位監(jiān)測主要采用人工手動監(jiān)測的方法，監(jiān)測手段包括測繩、電測尺、浮子式水位計等。這些測量方法容易受到人為因素影響，測量精度不高，并且耗費人力物力，難以滿足地下水監(jiān)測工作的需要。因此，

2、研制高精度地下水位監(jiān)測儀具有重要意義。
　　隨著半導體電子工業(yè)的發(fā)展，體積小、精度高、使用方便的地下水監(jiān)測儀器越來越多的應用于水文地質工作中。本文通過對已有的地下水位監(jiān)測設備采用的方法和結果進行了分析和研究，并結合國外在這一方面的研究成果，完成了地下水位監(jiān)測儀的研制。該儀器利用半導體壓力傳感器作為壓力感受元件，將壓力轉換電壓，通過微處理器將模擬信號轉換成數字信號，在微處理器內進行數據處理之后遠程發(fā)送到上位機。
　　壓力傳感器

3、是水位數據的直接來源，對于整個儀器的測量精度至關重要。通過對比不同壓力傳感器的特點，硅阻式壓力傳感器具有靈敏度高、動態(tài)響應好、便于集成的優(yōu)點，適合作為地下水位監(jiān)測儀的壓力感受元件，但是作為一種半導體元件，在受到溫度影響時會產生溫度漂移的現象，因此選用MAX1452溫度調理芯片對其進行溫度補償。
　　壓力傳感器采集到的壓力信號需要傳輸到微處理器，微處理器負責數據處理、數據顯示、通訊等工作，是設備的核心元件，因此對微處理器的要求較高。

4、通過對比不同微處理器的特點，MSP430具有功耗低、價格適中、內部資源較多等優(yōu)點，因此選用MSP430F5438芯片作為地下水位監(jiān)測儀的控制核心，設計的外圍電路包括時鐘芯片、數據存儲電路、GPRS數據傳輸等，可以將采集的數據通過GPRS數據傳輸的方式傳輸到上位機。
　　利用多元回歸分析和BP神經網絡對通過實驗得到的數據進行分析，通過對比兩種方法的補償效果，發(fā)現BP神經網絡在壓力較小時補償效果較好，而多元回歸分析在壓力較大時補償效果