一、GPRS供水管道在线泄漏检测技术（论文文献综述）
刘闰豪[1]（2020）在《基于物联网的供水管网监测系统的研究与设计》文中研究说明供水管网是一个城市用水运转的基本保障。但是城市中供水管网的漏损问题以及如何高效节能地供水一直是等待解决的热点问题。传统的供水管网漏损率高,修复响应慢,不能及时地发现供水管网中的漏损隐患。在漏损控制方面,只能靠人工听漏的方式,在供水调度方面,现有的方式是根据各地用水报表进行配水,效率低,工作强度大。无法及时地发现供水管网存在的问题。因此在供水管网中采用新型技术实时监测成为研究的热点。针对以上问题,本文进行了供水管网中流量和压力的实时监测研究,首先提出了一种基于物联网的供水管网监测系统。应用电磁流量计和压力变送器组成的监测节点对供水管网的流量和压力数据实时监测,无线通讯网关负责各监测节点的数据采集控制、数据接收处理,通过GPRS将接收到的数据发送至监测和预警平台。根据对供水管网监测数据的分析,实现对供水管网的安全预警。由于在供水管网监测系统中,有很多个不同位置的监测节点,各节点间的监测数据不在同一时间时,会对监测数据产生较大的误差,对调度中心的管理人员的决策应对也会产生很大的困难。所以本文进行了监测节点间的时间同步研究,建立了一个监测节点间的时间同步系统,使各监测节点之间保持在同一时间下,获取更准确的实时流量和压力数据,降低安全预警决策误差。在对供水管网运行数据进行分析时,研究其流量、压力对供水管网运行带来的影响以及相应的措施。通过用遗传算法优化的BP神经网络算法对管网的流量和压力耦合,得到流量和压力的未来走势,为供水管网优化调度提供技术支持,以提高供水管网运行效率和能耗节约。
王成荣[2]（2020）在《智慧校园供水管网监控系统设计》文中研究说明我国教育建设快速发展,高等院校规模迅速扩大,校园供水管网的负荷日渐增加,二次供水系统的重要性日趋凸显。校园供水管网（校园二次供水系统）作为智慧校园环境信息化建设的重要环节,其数字信息化建设亟待提高。本文从智慧校园建设理念出发,结合对二次供水管网的监控需求,以实际项目为研究背景,针对目前校园供水管网监控管理手段落后、运行参数检测不全面、无网络化管理、运行维护不方便及水资源浪费等问题,设计了一套高性能供水管网监控系统。本文所述校园供水管网监控系统,由泵房信息采集系统、管网信息采集系统及物联网监控系统组成,利用嵌入式及物联网技术实现校园供水系统的实时网络化监控,本文主要研究内容如下:首先,按照智慧校园的建设需求,查阅了大量相关文献,深入调查研究了校园供水管网的监控现状,对项目实际需求进行了细致分析,针对目前校园供水管网监控的薄弱环节,确定了本系统的总体设计方案及相关算法。其次,根据设计方案完成设备的选型,选用STM32F103C8T6作为主控芯片设计多路信号采集系统;采用MCGS触摸屏进行现场人机交互;利用NB-IoT物联网通讯技术实现下位机与物联网云平台的通讯。通过嵌入式信息采集系统与物联网相互结合的方式实现供水管网的远程监控。再次,针对智慧校园供水管网监控系统的功能需求,进行硬件原理图及PCB电路板设计,实现对MCU的软件开发。最后,针对校园供水系统中管网无漏损检测及漏损检测方法单一的问题,提出了一种基于流量平衡联合负压波的管道漏损检测及定位算法。利用流量平衡法进行管道判漏,根据漏损点产生的负压波进行漏损定位,并针对负压波信号采集中的含噪问题引入了改进小波算法。本文设计的智慧校园供水管网监控系统已正式投入使用,运行结果表明:系统的各个模块运行正常,符合设计要求,实现了校园供水管网的全网段网络化监控,消除了监控盲区,大幅提高了校园供水管网监控管理的时效性和供水可靠性。
范乐[3]（2019）在《热网关键节点泄漏监测系统的设计与研发》文中研究表明由于长期使用被腐蚀或者质量不过关的管道以及其自身存在老化的原因,导致地下供热一次管网运行过程中发生泄漏事故。研究表明,供热一次管网的泄漏会引起泄漏点周围温度、电导率以及管道内部压力的波动,管网泄漏状况与这些物理量之间存在着复杂的非线性关系,仅依靠单一物理量的变化很难全面评定管道泄漏状况。针对该问题,本文设计并研发了一套分布于管网现场、能适应恶劣环境的高稳定性、低功耗、高精度的热网关键节点泄漏监测系统,实时获取管网泄漏状态信息。热网关键节点泄漏监测系统主要由现地监测单元及供热一次管网运行状态在线监测系统构成。现地监测单元完成现场数据采集和无线数据传输,包括管道状态参数采集模块、微控制器、通信模块、电源模块等。通过在线获取热力管网的周边环境温度及电导率、管网内部运行压力参数,以RF射频结合GPRS无线通讯的方式将获取所得数据传送至数据监测后台。数据监测后台是基于C#语言开发的供热一次管网运行状态在线监测系统上位机软件,其将接收的各监测单元数据进行显示和存储,并对存储在后端SQL数据库的数据采用长短时记忆神经网络预测;同时,采用基于引力搜索法优化的最小二乘支持向量机算法建立多分类热网关键节点泄漏故障模型,将反映供热管网运行状况的各类状态参数作为训练样本进行训练分类,将预测结果代入分类模型,以评估管网的运行状况,为状态检修鉴定基础。其次,本文针对热网关键节点泄漏检测终端的供电锂电池建立了一阶阻容模型进行模型搭建,将电池电路模型参数[k0,k1,k2,k3,k4,Cp,Rc,Rd]作为扩展卡尔曼滤波算法的模型参数,采用递推最小二乘算法对电池模型参数进行实时更新,以电池内部温度、实时电流和电压为输入,电池SOC作为输出对电池剩余荷电状态进行分析研究。当电池电量过低时,及时上报至远程监测系统,提示工作人员及时更换电池,防止电池电量低导致的漏报和误报问题。设计研制的热网关键节点泄漏监测终端在华能某热电厂井室环境内进行安装调试,并已批量投入使用。现场实验均表明,该系统应用效果较好,满足设计要求,为地下供热一次管网泄漏的在线监测与准确评定奠定了基础。
马慧敏[4]（2019）在《供水管网泄漏瞬变流检测技术及实验系统研发》文中认为供水管网最常见的故障是漏损,由此带来的管网跑、冒、滴、漏一直是全球供水行业的热点问题,造成了大量的资源损失、能量浪费和环境污染。因此,研究和解决供水管网漏损检测及其定位方法的理论问题与实施技术,不仅有利于供水管网的安全运行及管理,而且对国民经济和人民生活具有重要意义。这里供水管网漏损控制主要研究泄漏预警、监测和快速准确定位的理论和方法,以及控制和降低管道漏损或者产销差的相关技术,为供水管道的管理维护、高效稳定运行提供理论依据和技术参考。这不仅是当前社会的一个热点需求,也己经成为我国建设节水型社会迫切需要解决的关键问题之一。本文基于供水管网泄漏瞬变流检测技术,针对供水管网泄漏瞬变流检测方法的理论及应用,系统地进行了一些深入性研究,工作涉及瞬变流、泄漏检测理论、供水管网瞬态水力分析、低强度瞬变流动激发器的研发、管网故障水力瞬变检测实验平台及相关软件的研发等,解决了实际应用中的若干技术问题。从不同角度进行了探索性研究,论文的主要研究工作和取得的成果包括:（1）对管道系统漏损原因进行分析,从管网漏损监测和预警技术及设备、泄漏定位与辨识、信号辨识与算法寻优和供水管网健康管理四个方面综述了国内外研究进展及面临的主要问题。（2）阐述了管道流体流动的基本假设和非恒定流基本方程,总结研究了几类非恒定摩阻模型并介绍其特点,给出特征线插值网格及求解方法;复杂管网瞬态过程的计算是建立在单管瞬态过程计算的基础之上的,因此首先对单管的瞬态工况进行了水力分析,并总结归纳了单管瞬态过程计算步骤,进一步对复杂管网系统建立瞬态水力分析数学模型、边界条件方程并求解,结合多个实例计算不同大小供水管网中的瞬态水力过程;同时介绍了瞬变反问题分析模型,并举例说明求解系统辨识反问题研究方法。（3）首先对调水或供水工程领域,管道系统的典型布置进行归类,然后阐述了传统泄漏检测激励方式和检测方法及面临的难点。为克服传统检测方法面临的难题和问题,提出了一种用于供水管道、管网系统泄漏检测的低强度瞬变流动激发器设备及其参数设计方法,并利用该设备在实验室内进行了两组工况下的水击关阀模型试验,得到了激发水击波在该实验平台上的基本变化规律。（4）研发了一种能够兼顾模拟不同及多个泄漏孔、局部阻塞在内的管网故障检测实验平台系统,主要用于支撑和校验供水管网数字化管理平台,包括健康评价、确定智慧管理方案的设备、技术和方法;同时以RSView组态软件为基础研发了管网故障水力检测实验平台的SCADA系统,并对试验平台管道糙率进行了率定;针对本实验平台,提出相应的管道故障检测方法,设计了3种泄漏工况和1种阻塞工况进行激发效果模拟及故障检测。结果表明,上述实验平台不仅实现了可控式瞬变水击波的激发,而且可用来开展故障的检测和定位,定位精度较高,验证了检测方法的有效性。
张恒[5]（2018）在《管内流体噪声下的供水管道泄漏检测技术及分布式监测系统》文中研究指明管道泄漏是造成水资源浪费的主要因素之一,在导致水资源流失的同时,泄漏也会给细菌、病毒等微生物入侵管道造成水资源的二次污染提供了条件,严重威胁大众的饮水安全健康,及时发现泄漏对于减少经济损失、提高人民生活质量等方面尤为关键。在众多的管道泄漏检测方法当中,基于声学的管道泄漏检测方法由于准确高效、易于操作、成本低廉等优点,逐渐成为一种广泛应用的管道泄漏检测手段。然而在实际泄漏检测中,管道周围存在的非泄漏干扰噪声信号会对泄漏辨识准确性产生较大影响,其中,因管道结构突变带来的管内流体噪声,由于其在产生机理、传播规律等方面尚未研究清楚,若不加以处理会严重干扰泄漏辨识结果的准确性,因此,本文对管内噪声干扰下的泄漏辨识进行研究。论文主要内容可概括为以下几方面:（1）管内流体噪声产生机理分析。结合流体力学方程、能量守恒定律等基本物理学原理,利用计算流体仿真软件,对管道结构突变处的管内流场进行数值仿真,分析得到管道结构突变处的管内流场存在规律性低压区域;认为管内噪声主要来自于管道结构突变处产生的空化声和湍流声,同时受规律性低压区域的影响,管内空化声以及在空化声影响下的湍流声都存在一定的规律性,这为后续泄漏声特征提取及辨识方法的研究提供了理论支持。（2）管内噪声干扰下泄漏辨识技术研究。通过对管内噪声产生机理的分析表明,泄漏信号与噪声信号的规则性差异较大,规则性表征了信号的随机程度,由于泄漏信号受随机性湍流和空泡的影响,相比于管内噪声信号,泄漏信号的无序性和不规则程度更高。鉴于此,本文提出利用自相关函数对两者的规则性程度进行表征,为使两者规则性特征更具区分度,提取自相关函数包络作为特征分析的对象,采用SVD对包络曲线进行分解,获得规则程度的量化值,将该量化值输入到训练好的BP神经网中,即可实现管内噪声下的泄漏辨识。（3）分布式泄漏监测系统研发。根据前期积累的实地管道泄漏检测经验结合设备在现场的具体工作方式,以STM32F103作为主控单元,按照低功耗、便携化、无线传输、参数可控等要求,利用相应的存储模块和通讯模块研制了能够在野外长期监测管道泄漏的无线传感装置,实现了多节点、统一控制、间接测量的分布式管道泄漏监测节点系统。使用C#和MATLAB混合编程,利用C#可视化特点和MATLAB信号处理的强大功能,在实现无线通讯、数据存储和命令控制等功能基础上,融合上述研究的管内噪声干扰下的泄漏辨识方法,从而形成一个集成化的主控监测程序。最后对整个系统进行实地测试,表明系统具有良好的低功耗性能以及高达86%的管道泄漏辨识准确率,具有较高的可靠性和可用性。
谢嘉敏[6]（2018）在《城市天然气PE管网运行安全监测方法研究》文中研究指明随着城市燃气管网里程数的快速增长,安全防控需求也随之增加。对比现有天然气长输干线运行安全监控技术应用,城市管网运行监控措施明显薄弱,而且PE管网因核心部件和相关技术准备不足,尤其无法适应管网自动运行及安全监控的迫切需求。针对现有问题,在智能燃气PE管网系统构架条件下,提出管网泄漏检测方法,对燃气的运行状况进行实时监测、精准分析,并在出现明确泄漏时给出快速控制响应对策,以避免安全事故发生。主要研究工作如下:1.研究城市管网铺设拓扑结构,提取基本网络的拓扑特征;建立典型PE管阀组件流体力学模型,明确各类组件物理特性;基于一种智能燃气PE管网系统构架,建立多因素输入情况下的管网运行的静态数值仿真分析模型和动态辅助分析模型。2.结合管网调压、用户端流量波动、管网段环境参数变化等输入条件,从空间和时间两个方面,对基本拓扑网络进行运行仿真;研究管网上测控节点实时采集数据（温度、压力、流量）误差波动对运行状态分析的影响,比较确立抑制节点数据干扰噪声的滤波方法;形成多因素影响下的分析比较数据库。3.研究管道泄漏出现后对管网运行监测参数的影响,在特定管区最小可分辨泄漏概念下,建立了管网运行泄漏判定规则;利用泄漏点管段两端实测值和模拟值间的压差进行泄漏点定位分析,并用数据验证其定位精度。形成了比较完整的PE燃气管网泄漏和定位分析方法。4.给出了城市燃气管网运行监控系统构建方案,包括测控系统组成、测控节点配置;设计了支持管网扩展的智能运行监控软件平台。
赵昊裔,田泉[7]（2017）在《基于GPRS的城市综合管廊供水管道泄漏检测系统》文中提出提出一种基于GPRS的城市地下综合管廊供水管道泄漏检测系统及方法,以解决现有供水管道泄漏检测方法的泄漏点定位效率不高问题,实现城市地下管廊供水管道泄漏的快速报警和精确定位。
王晓媛[8]（2017）在《园区管网阀门远程监测与预警系统研究》文中研究表明近几十年来,水资源总量逐渐下降,人均供水量更是严重不足,因而提高水资源利用率,减少淡水资源的浪费,是一项迫在眉睫的工作。而相关调查显示,地下管道漏水量约占水资源损失总量的50%-60%,是造成水资源损失量较大的主要原因之一。因此管道泄漏监测已引起了广泛的关注和研究,但以往研究大多采用单一的检测方法,导致结果不够准确,存在漏报、误报等情况。为了解决这一问题,本课题将多源信息融合技术应用于管道监测系统中进行研究,主要完成以下工作:（1）研究了目前常用的管网监测技术,以管网阀门为监测节点,构建分布式的系统框架,采取多种检测方式监测阀门节点的声波、负压波、湿度等多种信号,利用小波变换和周期图法对原始信号进行滤波、功率谱估计等处理和特征提取。（2）研究了多源信息融合技术,采用基于D-S证据理论的多源信息融合算法对多种预判结果进行决策级融合。经实验验证,D-S证据理论算法的应用有效改善了单一检测方式的误检、漏检等情况,提高了监测系统的准确性和全面性。（3）采用B/S架构设计和目前较为成熟的SSH2开发框架为用户提供服务,开发完成了监测系统终端和远程系统的软硬件详细设计,实现了园区管网阀门远程监测与预警功能。本课题研究的园区管网阀门远程监测系统,实现了在保证正常供水的情况下,较为高效、便捷、准确的检测出园区管网阀门的工作状况,及时发现故障点的位置并发出预警信号,具有较高的参考价值和实用性。
步贺[9]（2016）在《基于ZigBee的供水管道监测节点的设计》文中进行了进一步梳理随着我国经济的快速发展和城镇化进程不断加快,人们对水资源的需求不断加大,对水的安全问题更加关注,这就对供水管道的安全提出了更高要求。但是,我国的供水管道运输仍因管道腐蚀老化、技术不成熟或其他意外而造成普遍的泄漏问题,水的污染也屡治不止,存在大量的安全隐患。因此,研制一种安全、可靠、造价低廉的供水管道监测节点对于供水管道网络的安全运行、避免水资源的浪费是非常必要的。本文通过比较国内外各种泄漏检测和定位技术以及它们实际运用的例子,选择负压波法通过检测管道内的压力瞬变来检测泄漏,当判定泄漏发生时开始采集管道内声波信号,以备后期采用声波法定位泄漏点;同时通过电位法检测管道内p H值变化,为泄漏检测和水质监测提供依据。本文分析了管道内泄漏负压波、声波的产生机理,详细介绍了用负压波法检测泄漏、用声波法定位泄漏的原理及泄漏声波信号的信号特征,介绍了检测p H值的原理。在以上研究的基础上设计了一种基于Zig Bee的供水管道监测节点,该节点由水压传感器、压力信号采集模块、声波传感器、声波信号调理模块、p H值传感器、p H值采集模块、时间同步模块、电源模块以及其他模块等组成。其中为了解决管道内声波信号环境噪声复杂、声波经过长距离传播后衰减较大的问题,声波调理模块包含了放大和滤波的功能,用Multisium软件仿真了该电路的幅频和相频特性。本文的软件分为节点软件和上位机软件,节点软件由IAR Embedded Workbench For ARM软件用C语言编写,各个节点的程序是在Z-Stack的基础上编写的,本文给出了节点监测泄漏和p H值异常的总体过程以及上位机处数据处理中心定位泄漏点的总体过程,描述了组成无线传感器网络的协调器、路由器和终端节点的软件流程,给出了数据采集、GPS时间同步、串口通信等各种功能模块的软件流程。上位机软件采用Lab VIEW编写,主要实现串口通信、管道数据显示、数据存储与调用功能。本文给出了串口通信、管道数据显示、数据存储与调用功能各个功能模块的程序框图。经实验,验证了供水管道监测节点用于检测供水管道泄漏、检测管道内水质变化的可行性,经仿真和实际实验验证了声波信号调理电路的有效性,验证了供水管道监测节点无线传感器网络连接的有效性和可靠性。本文所述节点对检测管道内泄漏状况和水质状况具有重要的参考作用,实现了设计的预期目标。
高潮[10]（2016）在《供水管道泄漏相关定位系统设计》文中研究说明针对我国水资源匮乏而城市供水管网泄漏普遍、水资源浪费严重,且国外产品在我国由于各种因素不能得到普遍应用的现状,本文设计了一套基于EMD降噪的相关测漏系统。在论文完成的过程中做了如下工作：通过阅读期刊文献、查阅相关资料和实验的方式熟悉泄漏检测定位方法和技术水平现状,了解泄漏形式,泄漏声源,泄漏信号特征和背景噪声的种类,回顾总结了已有的频率选择滤波、小波去噪、自适应噪声低消的降噪方法的优缺点。设计城市供水管网泄漏检测定位系统方案,设计并实现了包括传感器壳体机械结构设计在内的系统硬件部分,传感器主要由传感模块、数据采集模块、信号调理模块、数据传输模块和电源模块组成,设计与实现采集集中器,采集集中器主要包括电源模块、WiFi模块、GPRS模块、433MHz通讯模块、存储模块、GPS模块、日历时钟模块、MCU管理模块,介绍系统软件工作流程。信号处理技术对漏检测和定位至为重要。对采集到的数据利用基于IMF峭度特征的EMD分解方法进行去噪,利用预处理之后的信号进行互相关时延估计定位算法确定泄漏点位置。
二、GPRS供水管道在线泄漏检测技术（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、GPRS供水管道在线泄漏检测技术（论文提纲范文）
（1）基于物联网的供水管网监测系统的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 供水管网监测系统设计 |
| 2.1 系统功能 |
| 2.2 系统总体架构 |
| 2.3 监测单元硬件设计 |
| 2.3.1 单片机选型 |
| 2.3.2 数据采集节点的设计 |
| 2.3.3 监测节点的设计 |
| 2.4 管理平台设计 |
| 2.4.1 软件架构 |
| 2.4.2 页面设计 |
| 2.4.3 软件功能实现 |
| 2.4.4 数据库设计 |
| 2.4.5 数据库连接 |
| 2.4.6 用户与权限设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 监测节点时间同步算法 |
| 3.1 时间同步的必要性 |
| 3.2 时间同步系统的概念 |
| 3.2.1 北斗同步系统授时原理 |
| 3.2.2 北斗同步系统的可靠性 |
| 3.3 供水管网时间同步系统的建立 |
| 3.3.1 时间同步系统构建 |
| 3.3.2 时间同步算法的构建 |
| 3.4 供水管网时间同步系统的触发 |
| 3.4.1 监测节点的标识 |
| 3.4.2 确定待同步节点 |
| 3.5 时间同步算法验证 |
| 3.5.1 时间信息同步计算 |
| 3.5.2 时间同步误差仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 供水管网流量和压力的耦合方法 |
| 4.1 流量和压力耦合的意义 |
| 4.2 基于GA-BP对供水系统流量的耦合 |
| 4.2.1 使用遗传算法对BP神经网络算法优化 |
| 4.2.2 GA-BP对供水系统流量的耦合算法 |
| 4.3 基于GA-BP对供水系统流量的耦合的仿真结果与分析 |
| 4.4 基于GA-BP对供水系统压力的耦合 |
| 4.5 供水管网压力模型 |
| 4.5.1 BP神经网络结构的确定 |
| 4.5.2 BP网络模型训练与分析 |
| 4.6 基于BP神经网络对供水系统压力耦合的仿真结果与分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（2）智慧校园供水管网监控系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 智慧校园促进教育的变革 |
| 1.1.2 校园供水管网监控系统响应智慧校园的建设诉求 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 智慧校园供水管网监控系统总体设计方案 |
| 2.1 校园供水管网概述 |
| 2.2 智慧校园供水管网监控系统需求分析 |
| 2.3 智慧校园供水管网监控系统整体方案设计 |
| 2.3.1 泵房信息采集模组设计 |
| 2.3.2 管网信息采集模组设计 |
| 2.3.3 物联网监控系统方案设计 |
| 2.4 系统主要器件分析及选型 |
| 2.4.1 系统主控芯片的选型 |
| 2.4.2 传感器选型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 智慧校园供水管网监控系统硬件设计 |
| 3.1 智慧校园供水管网监控系统硬件总体设计 |
| 3.2 泵房信息采集模组硬件设计 |
| 3.2.1 最小控制系统硬件设计 |
| 3.2.2 电源模块电路设计 |
| 3.2.3 温湿度采集电路设计 |
| 3.2.4 电压及电流采集电路设计 |
| 3.2.5 水压采集电路设计 |
| 3.2.6 液位检测电路设计 |
| 3.2.7 漏水检测电路设计 |
| 3.2.8 RS-485通讯电路设计 |
| 3.3 管网信息采集模组电路设计 |
| 3.3.1 最小控制系统硬件设计 |
| 3.3.2 水流量与水压采集电路设计 |
| 3.3.3 电子阀驱动电路设计 |
| 3.4 物联网监控系统硬件电路设计 |
| 3.4.1 物联网监控系统硬件电路组成 |
| 3.4.2 物联网远传模块电路设计 |
| 3.4.3 人机交互硬件设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 智慧校园供水管网监控系统软件设计 |
| 4.1 泵房信息采集模组软件设计 |
| 4.1.1 μCOS-Ⅲ实时操作系统 |
| 4.1.2 主程序设计 |
| 4.1.3 传感器数据采集软件设计 |
| 4.2 管网信息采集模组软件设计 |
| 4.2.1 主程序设计 |
| 4.2.2 传感器数据采集软件设计 |
| 4.2.3 电磁阀驱动程序设计 |
| 4.3 物联网监控系统软件设计 |
| 4.3.1 物联网监控系统总体软件设计 |
| 4.3.2 模块间通讯协议设计 |
| 4.3.3 NB-IoT远传模块程序设计 |
| 4.3.4 人机交互软件设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 供水管道漏损检测定位算法研究 |
| 5.1 流量平衡法漏损判断原理 |
| 5.1.1 流量平衡检漏原理 |
| 5.1.2 管网运行工况判识 |
| 5.2 负压波漏点定位原理 |
| 5.2.1 负压波产生机理 |
| 5.2.2 负压波漏损点定位原理 |
| 5.3 小波去噪在负压波管道漏损定位中的应用 |
| 5.3.1 小波去噪基本原理 |
| 5.3.2 传统小波去噪算法 |
| 5.3.3 改进小波去噪算法 |
| 5.4 小波变换求奇异点 |
| 5.5 仿真与实验结果分析 |
| 5.5.1 负压波小波去噪MATLAB仿真结果 |
| 5.5.2 信号奇异点检测的MATLAB仿真结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 智慧校园供水管网监控系统的实现 |
| 6.1 智慧校园供水管网监控系统硬件实现 |
| 6.2 信息采集功能验证 |
| 6.2.1 泵房信息采集验证 |
| 6.2.2 管网信息采集验证 |
| 6.3 物联网监控系统功能验证 |
| 6.3.1 现场人机交互功能验证 |
| 6.3.2 NB-IoT传输单元通讯测试 |
| 6.3.3 物联网监控系统云平台实现 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（3）热网关键节点泄漏监测系统的设计与研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外供热管道泄漏检测研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题的主要研究内容 |
| 2 热网关键节点渗漏预警及数据监测系统功能分析及方案设计 |
| 2.1 热网关键节点渗漏预警及数据监测系统 |
| 2.2 热网关键节点渗漏预警及数据监测系统功能分析 |
| 2.3 热网关键节点渗漏预警及数据监测系统方案设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 热网关键节点泄漏检测系统软硬件设计 |
| 3.1 热网关键节点泄漏检测终端总体设计方案 |
| 3.2 热网关键节点泄漏检测终端硬件设计 |
| 3.2.1 主控模块 |
| 3.2.2 温度测量模块 |
| 3.2.3 压力测量模块 |
| 3.2.4 电导率测量模块 |
| 3.2.5 RF射频与GPRS结合通讯模块 |
| 3.2.6 数据存储 |
| 3.2.7 防盗设计 |
| 3.2.8 终端内部温湿度检测 |
| 3.3 热网关键节点泄漏检测终端软件设计 |
| 3.3.1 主控制模块 |
| 3.3.2 数字温度传感器读取模块 |
| 3.3.3 电导率读取模块 |
| 3.3.4 压力读取模块 |
| 3.3.5 数据通信模块 |
| 3.4 供热一次管网运行状态在线监测系统上位机软件设计 |
| 3.5 本章小节 |
| 4 基于机器学习算法的热网关键节点泄漏故障诊断 |
| 4.1 基于长短时记忆神经网络的数据预测 |
| 4.1.1 长短时记忆神经网络 |
| 4.1.2 结果分析 |
| 4.2 多分类热网关键节点泄漏故障建模 |
| 4.2.1 多分类热网关键节点泄漏故障建模 |
| 4.2.2 泄漏故障诊断模型参数的优化 |
| 4.2.3 泄漏故障诊断与结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 热网关键节点泄漏监测终端内构锂电池SOC预测 |
| 5.1 电池安全性评估 |
| 5.2 电池型号选定 |
| 5.3 BMS电池管理系统 |
| 5.4 基于最小二乘算法的电池参数辨识 |
| 5.4.1 最小二乘算法 |
| 5.4.2 基于最小二乘算法的电池参数辨识 |
| 5.4.3 递推最小二乘辨识步骤 |
| 5.4.4 辨识结果分析 |
| 5.5 基于扩展卡尔曼滤波的电池SOC估计 |
| 5.5.1 基于扩展卡尔曼滤波的电池SOC在线预测算法 |
| 5.5.2 整个电池管理系统SOC预测仿真与实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 现场实验验证 |
| 6.1 热网关键节点泄漏检测终端和上位机软件调试 |
| 6.2 现场安装 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
（4）供水管网泄漏瞬变流检测技术及实验系统研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 管道系统漏损原因分析 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 管网漏损监测和预警技术及设备 |
| 1.2.1 管内水声或声波监测 |
| 1.2.2 分布式光纤振动监测 |
| 1.2.3 光纤光栅传感技术 |
| 1.2.4 红外温度监测技术 |
| 1.2.5 内窥机器人 |
| 1.3 泄漏定位与辨识 |
| 1.3.1 压力波法 |
| 1.3.2 瞬变主动控漏 |
| 1.3.3 压力梯度法 |
| 1.4 信号辨识与算法寻优 |
| 1.4.1 卡尔曼滤波 |
| 1.4.2 自学习小波 |
| 1.4.3 LM、GA寻优 |
| 1.4.4 Hybrid |
| 1.4.5 Shuffled Complex Evolution |
| 1.5 供水管网健康管理 |
| 1.5.1 压力管理 |
| 1.5.2 智能管理 |
| 1.6 存在问题分析 |
| 1.7 本文研究内容 |
| 第二章 供水管网系统瞬变流分析 |
| 2.1 瞬变流分析方法 |
| 2.1.1 非恒定流基本方程 |
| 2.1.2 非恒定摩阻模型的研究 |
| 2.1.3 特征线插值解法 |
| 2.2 单管瞬态水力分析 |
| 2.2.1 数学模型 |
| 2.2.2 外边界条件 |
| 2.2.3 计算步骤 |
| 2.3 复杂管网瞬态水力分析 |
| 2.3.1 数学模型 |
| 2.3.2 内边界条件 |
| 2.3.3 计算时间步长的选取 |
| 2.3.4 计算步骤 |
| 2.3.5 数值模拟 |
| 2.4 瞬变流泄漏检测反问题分析法 |
| 2.4.1 反问题分析模型 |
| 2.4.2 算例研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 低强度瞬变流动激发器设备研发 |
| 3.1 传统泄漏检测激励方式和检测方法 |
| 3.2 存在问题 |
| 3.3 低强度瞬变流动激发器 |
| 3.3.1 设备构成 |
| 3.3.2 理论原理和计算方法 |
| 3.3.3 激发器的效果 |
| 3.4 参数设计敏感性分析及应用案例 |
| 3.5 设备安装试验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 管网故障水力瞬变检测实验平台 |
| 4.1 实验平台物理架构 |
| 4.2 监测点布置原则 |
| 4.3 采集终端原件 |
| 4.4 管道糙率的辨识 |
| 4.5 实验控制SCADA系统 |
| 4.5.1 SCADA系统研发 |
| 4.5.2 功能模块 |
| 4.5.3 监测展示系统 |
| 4.6 管网故障检测方法 |
| 4.6.1 泄漏参数辨识 |
| 4.6.2 管网故障实验检测步骤 |
| 4.6.3 激发效果模拟及泄漏检测 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）管内流体噪声下的供水管道泄漏检测技术及分布式监测系统（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 管道泄漏检测技术研究现状 |
| 1.2.1 直接探伤法 |
| 1.2.2 管内流体参数探测法 |
| 1.2.3 管道声学检漏法 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 声学检漏原理及典型噪声分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 管道泄漏检测原理 |
| 2.3 管外典型噪声及处理方法 |
| 2.4 管内噪声对泄漏检测的影响 |
| 2.5 小结 |
| 3 管内流体噪声下的泄漏检测技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 管内噪声段流场数值仿真 |
| 3.3 管内噪声产生机理分析 |
| 3.3.1 管内噪声段空化声 |
| 3.3.2 管内噪声段湍流声 |
| 3.4 信号规则度自相关函数描述 |
| 3.5 Hilbert变换提取自相关函数包络 |
| 3.6 基于SVD的信号自相关包络规则度特征量化 |
| 3.7 BP神经网络辨识模型 |
| 3.8 小结 |
| 4 分布式无线监测系统软硬件设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统概述 |
| 4.2.1 系统整体结构 |
| 4.2.2 工作流程 |
| 4.3 硬件研制 |
| 4.3.1 传感器模块的设计 |
| 4.3.2 滤波放大模块设计 |
| 4.3.3 主控芯片选择 |
| 4.3.4 存储模块 |
| 4.3.5 通讯模块 |
| 4.4 软件开发 |
| 4.4.1 传感采集节点软件系统设计 |
| 4.4.2 服务器端软件设计 |
| 4.5 系统测试及管道泄漏辨识实验 |
| 4.5.1 无线传感节点功耗测试 |
| 4.5.2 管道泄漏辨识实验 |
| 4.6 小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（6）城市天然气PE管网运行安全监测方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 管网检测装置发展现状 |
| 1.2.2 管网智能阀门发展现状 |
| 1.3 论文研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 天然气管网建模 |
| 2.1 天然气管道物理模型 |
| 2.2 天然气管道数学模型 |
| 2.2.1 气体状态方程 |
| 2.2.2 连续性方程 |
| 2.2.3 运动方程 |
| 2.2.4 能量方程 |
| 2.3 特殊部件阻力系数 |
| 2.3.1 球阀 |
| 2.3.2 不同管径对接 |
| 2.3.3 弯管、三通 |
| 2.4 管道拓扑网络节点参数计算 |
| 2.4.1 压降计算 |
| 2.4.2 拓扑计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 管网运行数值模拟 |
| 3.1 管网常态特性 |
| 3.2 管网动态特性 |
| 3.3 管网温度特性 |
| 3.4 管网泄漏特性 |
| 3.5 多传感器数据滤波 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 泄漏检测方法设计 |
| 4.1 泄漏初判 |
| 4.2 泄漏管段查找 |
| 4.2.1 必要条件 |
| 4.2.2 充分条件 |
| 4.3 泄漏定位 |
| 4.4 数据验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 城市管网监控系统方案设计 |
| 5.1 管网测控系统组成 |
| 5.2 监控节点设计——智能PE阀门 |
| 5.2.1 硬件结构组成 |
| 5.2.2 关键硬件选型 |
| 5.2.3 节点端软件功能设计 |
| 5.3 管网监控软件设计 |
| 5.3.1 分布式环境结构简介 |
| 5.3.2 监控平台设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（7）基于GPRS的城市综合管廊供水管道泄漏检测系统（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 城市地下管廊供水泄漏检测方法及其实现 |
| 2 应用研究 |
| 3 结语 |
（8）园区管网阀门远程监测与预警系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究目标及内容结构安排 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 内容结构安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 2.园区管网阀门泄漏检测方法研究 |
| 2.1 园区管网阀门泄露产生的原因 |
| 2.2 常用的泄露检测原理及方法 |
| 2.2.1 直接检测法 |
| 2.2.2 流量平衡法 |
| 2.2.3 负压波泄漏检测法 |
| 2.2.4 声信号泄漏检测法 |
| 2.3 园区管网阀门泄漏检测方法及原理 |
| 2.3.1 声信号泄漏检测原理 |
| 2.3.2 负压波泄露检测原理 |
| 2.3.3 互相关法定位泄漏点 |
| 2.4 信号处理及特征提取研究 |
| 2.4.1 小波变换 |
| 2.4.2 泄露声信号的功率谱估计 |
| 2.4.3 信号预处理实验及分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3.多传感器信息融合算法设计与实现 |
| 3.1 多源信息融合的应用研究 |
| 3.1.1 多源信息融合的级别 |
| 3.1.2 融合检测系统的结构模型 |
| 3.1.3 多源信息融合与故障诊断关系研究 |
| 3.2 多传感器融合算法的选择 |
| 3.2.1 基于统计理论和估计的融合算法 |
| 3.2.2 基于信息论的融合方法 |
| 3.2.3 基于认识模型的融合方法 |
| 3.3 基于D-S的多传感器信息融合模型研究 |
| 3.3.1 D-S证据理论原理研究 |
| 3.3.2 D-S证据理论融合规则 |
| 3.4 D-S应用实验及分析 |
| 3.4.1 目标识别框架的建立 |
| 3.4.2 基本概率赋值的获取 |
| 3.4.3 基于基本概率赋值的证据组合规则 |
| 3.5 D-S证据理论的优缺点 |
| 3.6 本章小结 |
| 4.监测系统硬件设计与实现 |
| 4.1 系统总体结构设计 |
| 4.2 数据采集系统 |
| 4.2.1 传感器选型 |
| 4.2.2 A/D转换模块 |
| 4.2.3 微处理器模块 |
| 4.3 通信模块 |
| 4.3.1 USR-GM1模块特点 |
| 4.3.2 USR-GM1模块基本参数 |
| 4.3.3 USR-GM1模块的功能 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.远程监测系统软件设计与实现 |
| 5.1 系统软件总体设计 |
| 5.2 数据采集模块软件设计 |
| 5.3 通信模块软件设计 |
| 5.4 异常报警模块 |
| 5.5 远程监测系统设计与实现 |
| 5.5.1 系统管理和登录模块 |
| 5.5.2 监测点及阀门管理 |
| 5.5.3 监测数据管理模块 |
| 5.5.4 历史数据管理模块 |
| 5.6 本章小结 |
| 6.总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文及成果 |
（9）基于ZigBee的供水管道监测节点的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 管道泄漏检测方法及现状 |
| 1.2.1 基于硬件检漏法 |
| 1.2.2 软硬件结合检测法 |
| 1.2.3 管道监测技术应用现状 |
| 1.3 论文的主要内容和工作安排 |
| 第2章 理论基础 |
| 2.1 负压波法检测管道泄漏的原理 |
| 2.2 声波法定位管道泄漏的原理及泄漏声波信号特征 |
| 2.3 pH值检测的原理 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 供水管道监测节点硬件设计 |
| 3.1 供水管道监测节点总体概述 |
| 3.2 供水管道监测节点硬件设计 |
| 3.2.1 传感器选型 |
| 3.2.2 主控与模数转换模块 |
| 3.2.3 压力信号采集模块 |
| 3.2.4 声波信号调理模块 |
| 3.2.5 pH值采集模块设计 |
| 3.2.6 时间同步模块 |
| 3.2.7 电源模块 |
| 3.2.8 其它模块 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 供水管道监测节点软件设计 |
| 4.1 供水管道监测节点相关软件设计 |
| 4.1.1 供水管道监测节点总体程序设计 |
| 4.1.2 网络协调器节点程序设计 |
| 4.1.3 路由器节点程序设计 |
| 4.1.4 终端节点程序设计 |
| 4.1.5 数据采集部分程序 |
| 4.1.6 GPS时间同步程序设计 |
| 4.1.7 串口通信程序设计 |
| 4.2 供水管道监测节点上位机程序设计 |
| 4.3 小结 |
| 第5章 供水管道监测节点的调试和实验结果 |
| 5.1 供水管道监测节点的调试 |
| 5.2 供水管道监测节点实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（10）供水管道泄漏相关定位系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 自来水管网泄漏检测定位研究背景 |
| 1.2 国内外技术方法研究现状 |
| 1.2.1 泄漏检测定位方法研究现状 |
| 1.2.2 国内外泄漏检测定位技术水平现状 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 2 供水管网泄漏声产生机理与特性分析 |
| 2.1 泄漏主要形式 |
| 2.2 泄漏处主要声源 |
| 2.3 背景噪声分类 |
| 2.4 供水管道泄漏信号特征 |
| 2.4.1 传播特性 |
| 2.4.2 幅频特征 |
| 2.4.3 衰减特性 |
| 2.5 小结 |
| 3 降噪方法研究 |
| 3.1 频率选择滤波去噪 |
| 3.2 小波去噪 |
| 3.3 自适应噪声抵消 |
| 3.4 经验模态分解方法 |
| 3.4.1 本征模态函数 |
| 3.4.2 经验模态分解基本原理 |
| 3.4.3 主要IMF选取及处理方法 |
| 3.5 EMD端点效应及抑制方法 |
| 3.6 基于EMD方法去噪效果实验 |
| 3.7 小结 |
| 4 基于时延估计的泄漏定位方法 |
| 4.1 时延估计泄漏定位模型 |
| 4.2 相关时延估计方法 |
| 4.3 理想信号互相关分析试验探究 |
| 4.4 相关时延估计方法在模拟实验中的应用 |
| 4.5 小结 |
| 5 城市供水管网泄漏检测定位系统设计 |
| 5.1 供水管道泄漏检测定位系统总体架构 |
| 5.2 管道测漏传感探头设计与实现 |
| 5.2.1 传感探头壳体结构设计 |
| 5.2.2 传感模块 |
| 5.2.3 信号调理模块 |
| 5.2.4 数据采集模块 |
| 5.2.5 数据传输模块 |
| 5.2.6 电源模块 |
| 5.2.7 管道测漏探头硬件系统 |
| 5.3 采集集中器设计与实现 |
| 5.4 系统软件设计 |
| 5.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 附录内容名称 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、GPRS供水管道在线泄漏检测技术（论文参考文献）
- [1]基于物联网的供水管网监测系统的研究与设计[D]. 刘闰豪. 安徽建筑大学, 2020(01)
- [2]智慧校园供水管网监控系统设计[D]. 王成荣. 青岛科技大学, 2020(01)
- [3]热网关键节点泄漏监测系统的设计与研发[D]. 范乐. 西安理工大学, 2019(08)
- [4]供水管网泄漏瞬变流检测技术及实验系统研发[D]. 马慧敏. 中国水利水电科学研究院, 2019(09)
- [5]管内流体噪声下的供水管道泄漏检测技术及分布式监测系统[D]. 张恒. 重庆大学, 2018(04)
- [6]城市天然气PE管网运行安全监测方法研究[D]. 谢嘉敏. 中国计量大学, 2018(01)
- [7]基于GPRS的城市综合管廊供水管道泄漏检测系统[J]. 赵昊裔,田泉. 建筑电气, 2017(10)
- [8]园区管网阀门远程监测与预警系统研究[D]. 王晓媛. 西安建筑科技大学, 2017(02)
- [9]基于ZigBee的供水管道监测节点的设计[D]. 步贺. 吉林大学, 2016(09)
- [10]供水管道泄漏相关定位系统设计[D]. 高潮. 大连理工大学, 2016(03)