闽江下游防汛信息系统设计与应用
这是一篇关于防汛信息系统,自动控制,监控系统,通信技术,水利工程的论文, 主要内容为福州市地处闽江下游的入海口,地势北高南低,城区北部三面环山、一面临江,山洪穿城而过,城市雨水主要通过雨水管网配入内河,再经水闸、排涝站,排入闽江。由于依江傍海、毗邻台湾海峡的特殊地理位置,逢每年7-9月台风暴雨季节,影响城市的台风数量多、频率高、降雨强、影响广,加上城市防洪排涝体系又不完善,内涝时有发生,若恰逢闽江高潮水位,内涝灾害将更为严重。为此,亟需利用互联网+、大数据、物联网等信息技术,设计能满足现代城市防汛调度需求的防汛信息系统。本论文以解决闽江下游(福州段)实际防汛工作为研究对象,以实现福州市城区防汛调度“从分散粗放向集约精细转变、从被动响应向主动预警转变、从经验判断向智能决策转变”为研究目标。本论文分析了国内外防汛信息系统的研究现状,结合福州城区实际防汛工作,设计基于统一的技术架构、标准与环境设计应用支撑平台,整合数据资源和应用系统,对信息服务资源进行扩充、完善与开发,形成统一技术架构的防汛信息系统开发与运行支撑环境,面向各类应用系统提供基础服务和通用的应用服务支持,实现信息与服务资源共享和业务协同。一方面,通过新建监测站点、提升改造设施或设备、整合各种系统资源以及共享接入其他部门数据等,采用BACnet(?)IP,oBIX,SNMP以及SMS等多种互联网信息技术,设计水雨情自动测报系统、泵闸站自动监控系统、防汛辅助决策支持系统、防汛移动应用平台等业务应用系统,实现统一对系统、设施和设备实施监测、管理与控制。另一方面,基于开放式的架构,整合各种系统和设备到一个统一的平台,运用互联网思维和自动化技术,多视角、多维度的相互整合与相互集成,实现基于物联网(IoT)技术上的大数据分析;基于Java平台,使用Java虚拟机,将每个节点设计作为独立功能的服务器,同时为多个用户提供实时数据,或连接到中央服务器实现数据汇总,实现系统稳定可扩展;基于Internet的分布式网络管理架构,支持用户通过Web浏览器实现对系统的实时监控。闽江下游防汛信息系统应用已历经了多次台风、强降雨的考验。防汛调度系统运行的效果表明,本论文对闽江下游防汛信息系统设计思想和应用结果的研究具有重要的实际工程指导意义。
基于LoRa自组网的智慧园林喷灌系统的设计
这是一篇关于物联网,智慧喷灌,自动控制,园林灌溉,LoRa的论文, 主要内容为城市园林作为生态调节和视觉审美的客观载体,在城市发展和规划中占有非常重要的地位。随着城市绿化建设快速发展,我国城市园林产业规模不断提高,如何保证高效、节能的园林灌溉作业成为市政园林建设中的一项重要议题。传统园林灌溉方式存在水资源利用率低、实时性差、难以实现自动化控制等缺点,无法满足现代园林建设对于大面积园林灌溉的需求。低功耗广域网(Low Power Wide Area Network,LPWAN)技术的出现,解决了一直困扰物联网无线技术通信距离和功耗不能兼顾的缺点,其具备的通信距离远、设备功耗低、网络容量大的特点非常适合室外大节点容量和电池供电的物联网终端设备的应用。基于此,本文设计了一种基于LoRa自组网的智慧园林喷灌系统。系统围绕LoRa和精准灌溉等技术展开研究,主要工作内容如下:首先,分析国内外研究发展现状,并结合园林灌溉工作实际需求,构建系统总体设计架构,并对系统所使用到的技术和方法进行深度研究,包括LoRa、雾计算、灌溉决策模型建立等。针对园林环境中大节点容量的特点,提出了一种自适应速率网络优化算法,算法通过削弱自组网内MAC层的碰撞效果,达到提高网络容量、降低丢包率的效果。然后,在理论研究的基础上,进行系统的硬件和软件设计。软硬件设计均使用模块化的设计方法,主要包括终端设备和网关集中器两部分。另外,设计了后台管理平台对系统进行管理。最后,对系统功能和通信性能进行测试和仿真实验。实验结果表明:智慧园林喷灌系统能够稳定运行,且通信距离和功耗等性能满足园林灌溉场景要求,相比于传统灌溉方式灌溉水量降低了28%,同时减少了电力、人力资源的浪费。
基于LoRa自组网的智慧园林喷灌系统的设计
这是一篇关于物联网,智慧喷灌,自动控制,园林灌溉,LoRa的论文, 主要内容为城市园林作为生态调节和视觉审美的客观载体,在城市发展和规划中占有非常重要的地位。随着城市绿化建设快速发展,我国城市园林产业规模不断提高,如何保证高效、节能的园林灌溉作业成为市政园林建设中的一项重要议题。传统园林灌溉方式存在水资源利用率低、实时性差、难以实现自动化控制等缺点,无法满足现代园林建设对于大面积园林灌溉的需求。低功耗广域网(Low Power Wide Area Network,LPWAN)技术的出现,解决了一直困扰物联网无线技术通信距离和功耗不能兼顾的缺点,其具备的通信距离远、设备功耗低、网络容量大的特点非常适合室外大节点容量和电池供电的物联网终端设备的应用。基于此,本文设计了一种基于LoRa自组网的智慧园林喷灌系统。系统围绕LoRa和精准灌溉等技术展开研究,主要工作内容如下:首先,分析国内外研究发展现状,并结合园林灌溉工作实际需求,构建系统总体设计架构,并对系统所使用到的技术和方法进行深度研究,包括LoRa、雾计算、灌溉决策模型建立等。针对园林环境中大节点容量的特点,提出了一种自适应速率网络优化算法,算法通过削弱自组网内MAC层的碰撞效果,达到提高网络容量、降低丢包率的效果。然后,在理论研究的基础上,进行系统的硬件和软件设计。软硬件设计均使用模块化的设计方法,主要包括终端设备和网关集中器两部分。另外,设计了后台管理平台对系统进行管理。最后,对系统功能和通信性能进行测试和仿真实验。实验结果表明:智慧园林喷灌系统能够稳定运行,且通信距离和功耗等性能满足园林灌溉场景要求,相比于传统灌溉方式灌溉水量降低了28%,同时减少了电力、人力资源的浪费。
闽江下游防汛信息系统设计与应用
这是一篇关于防汛信息系统,自动控制,监控系统,通信技术,水利工程的论文, 主要内容为福州市地处闽江下游的入海口,地势北高南低,城区北部三面环山、一面临江,山洪穿城而过,城市雨水主要通过雨水管网配入内河,再经水闸、排涝站,排入闽江。由于依江傍海、毗邻台湾海峡的特殊地理位置,逢每年7-9月台风暴雨季节,影响城市的台风数量多、频率高、降雨强、影响广,加上城市防洪排涝体系又不完善,内涝时有发生,若恰逢闽江高潮水位,内涝灾害将更为严重。为此,亟需利用互联网+、大数据、物联网等信息技术,设计能满足现代城市防汛调度需求的防汛信息系统。本论文以解决闽江下游(福州段)实际防汛工作为研究对象,以实现福州市城区防汛调度“从分散粗放向集约精细转变、从被动响应向主动预警转变、从经验判断向智能决策转变”为研究目标。本论文分析了国内外防汛信息系统的研究现状,结合福州城区实际防汛工作,设计基于统一的技术架构、标准与环境设计应用支撑平台,整合数据资源和应用系统,对信息服务资源进行扩充、完善与开发,形成统一技术架构的防汛信息系统开发与运行支撑环境,面向各类应用系统提供基础服务和通用的应用服务支持,实现信息与服务资源共享和业务协同。一方面,通过新建监测站点、提升改造设施或设备、整合各种系统资源以及共享接入其他部门数据等,采用BACnet(?)IP,oBIX,SNMP以及SMS等多种互联网信息技术,设计水雨情自动测报系统、泵闸站自动监控系统、防汛辅助决策支持系统、防汛移动应用平台等业务应用系统,实现统一对系统、设施和设备实施监测、管理与控制。另一方面,基于开放式的架构,整合各种系统和设备到一个统一的平台,运用互联网思维和自动化技术,多视角、多维度的相互整合与相互集成,实现基于物联网(IoT)技术上的大数据分析;基于Java平台,使用Java虚拟机,将每个节点设计作为独立功能的服务器,同时为多个用户提供实时数据,或连接到中央服务器实现数据汇总,实现系统稳定可扩展;基于Internet的分布式网络管理架构,支持用户通过Web浏览器实现对系统的实时监控。闽江下游防汛信息系统应用已历经了多次台风、强降雨的考验。防汛调度系统运行的效果表明,本论文对闽江下游防汛信息系统设计思想和应用结果的研究具有重要的实际工程指导意义。
基于NB-IoT模块的水环境监测系统研究与设计
这是一篇关于农村水环境,NB-IoT,可靠传输,自动控制,低功耗,实时监测,云平台的论文, 主要内容为农村中小型自来水厂生产过程自动化程度普遍较低,存在生产过程效率低、出厂水水质波动大等问题,且由于农村自来水管网分布复杂、管道泄漏严重,自来水从水厂到终端用户运输过程中容易受到污染,严重影响农村工业用水和民用水的水质安全。本学位论文紧密结合农村水环境现状,设计基于NB-IoT(窄带物联网)模块的自来水厂水质自动调节和管网水环境远程监测系统,实现农村自来水厂水质自动调节,并对出厂水及管网终端水质进行远程实时监测,以提升农村自来水生产与水质监测过程智能化水平,保障水质安全。本学位论文工作主要包括研制自来水厂水质自动测控子系统,区域水环境无线传感器智能终端节点子系统,及远程综合测控云平台网站子系统。其中,自来水厂水质自动测控子系统,实现农村自来水厂水质自动监测与管理,以水厂出水口浊度与二氧化氯浓度为调节对象,研究基于前馈控制器的自动调节算法,同时针对清水池设计液位自动调节系统;区域水环境无线传感器智能终端节点子系统,实现低功耗、远程可靠数据传输的分布式管网区域水质监测,在水质不达标或突变区域,可定位并报警;远程综合测控云平台网站子系统,基于SpringBoot和MyBatis框架建立B/S网络架构,通过web浏览器实现用户管理、管网水质监测、自来水厂水质自动调节、运行状态分析、数据统计分析等功能。本论文各章节主要内容如下:第一章为绪论,介绍课题的来源与意义,国内外研究现状,课题研究难点与重点和论文的组织架构;第二章介绍基于NB-IoT模块的水环境监测系统总体设计方案,通过分析课题设计目标,完成系统总体架构设计;第三章介绍基于NB-IoT模块的水环境监测系统硬件设计,包含自来水厂水质自动测控子系统硬件设计和区域水环境无线传感器智能终端节点子系统硬件设计;第四章介绍基于NB-IoT模块的水环境监测系统关键技术研究与软件设计,包含数据可靠传输方案设计,水质自动测控子系统控制方案设计,区域水环境无线传感器智能终端节点子系统低功耗设计;第五章介绍远程综合测控云平台网站客户端设计内容,通过web浏览器访问,实现用户注册与登录,数据实时查看,数据统计与分析,数据异常自诊断,自来水厂水质自动调节等功能;第六章是系统的测试与运行,介绍基于NB-IoT模块的水环境监测系统测试与运行情况,分析测试过程中出现的问题并提出解决方法。本系统已于2018年12月在安徽省滁州市全椒县富安自来水厂投入使用,运行4个月以来,系统工作稳定,功能和性能均达到设计预期目标。
基于微服务的5G核心网管理与编排技术研究
这是一篇关于微服务架构,核心网,管理与编排,弹性伸缩,自动控制的论文, 主要内容为5G赋能千行百业,成为数字经济的新引擎。因此,与传统移动通信系统不同,5G将面对多种多样的应用场景,满足各类垂直行业迥异的性能需求。这对5G核心网的管理与编排(Management and Orchestration,MANO)提出了挑战。本文旨在设计与实现基于微服务的5G核心网管理与编排架构,并在其基础上实现对于5G核心网资源的弹性伸缩,从而按需部署5G核心网并提高资源利用率。本文的主要研究内容如下:(1)本文在5G核心网架构中引入微服务化的管理与编排面,实现了多种应用场景下5G核心网的按需部署。本文首先参考网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)架构设计了包含应用面和管理与编排面的5G核心网系统架构,并提出基于微服务架构重构管理与编排面。其次,本文设计并实现了管理与编排面中的各个网络功能,并针对5G核心网生命周期的多个阶段设计了各个网络功能之间的调用流程,从而实现5G核心网实例的创建、实例化、扩缩容、终止及删除。最后,搭建实验平台,并对基于微服务的5G核心网管理与编排架构进行了功能验证以及性能测试。实验结果表明微服务化的管理与编排技术,具备较好的资源利用率和容灾能力。(2)本文对5G核心网管理与编排过程中的扩缩容过程进行了研究。针对移动通信运营商在5G核心网面对负载波动时如何动态调整资源分配这一问题,设计了一种水平伸缩与垂直伸缩结合的5G核心网弹性伸缩器。该弹性伸缩器设计基于自动控制理论,支持水平伸缩器和垂直伸缩器的同时运行,结合了水平伸缩范围广和垂直伸缩精度高的优点,并加入了负载预测机制以保证扩缩容的及时性。本文首先对弹性伸缩器的各个模块进行了详细设计,并对弹性伸缩器参数设置的合理范围进行了推导,并通过仿真给出了较为合理的参数配置。最后通过仿真验证了本文提出的弹性伸缩器的性能,仿真结果表明本文设计的弹性伸缩器相比于Kubernetes的水平Pod自动伸缩器(Horizontal Pod Autoscaler,HPA)具备更高的资源利用率。
闽江下游防汛信息系统设计与应用
这是一篇关于防汛信息系统,自动控制,监控系统,通信技术,水利工程的论文, 主要内容为福州市地处闽江下游的入海口,地势北高南低,城区北部三面环山、一面临江,山洪穿城而过,城市雨水主要通过雨水管网配入内河,再经水闸、排涝站,排入闽江。由于依江傍海、毗邻台湾海峡的特殊地理位置,逢每年7-9月台风暴雨季节,影响城市的台风数量多、频率高、降雨强、影响广,加上城市防洪排涝体系又不完善,内涝时有发生,若恰逢闽江高潮水位,内涝灾害将更为严重。为此,亟需利用互联网+、大数据、物联网等信息技术,设计能满足现代城市防汛调度需求的防汛信息系统。本论文以解决闽江下游(福州段)实际防汛工作为研究对象,以实现福州市城区防汛调度“从分散粗放向集约精细转变、从被动响应向主动预警转变、从经验判断向智能决策转变”为研究目标。本论文分析了国内外防汛信息系统的研究现状,结合福州城区实际防汛工作,设计基于统一的技术架构、标准与环境设计应用支撑平台,整合数据资源和应用系统,对信息服务资源进行扩充、完善与开发,形成统一技术架构的防汛信息系统开发与运行支撑环境,面向各类应用系统提供基础服务和通用的应用服务支持,实现信息与服务资源共享和业务协同。一方面,通过新建监测站点、提升改造设施或设备、整合各种系统资源以及共享接入其他部门数据等,采用BACnet(?)IP,oBIX,SNMP以及SMS等多种互联网信息技术,设计水雨情自动测报系统、泵闸站自动监控系统、防汛辅助决策支持系统、防汛移动应用平台等业务应用系统,实现统一对系统、设施和设备实施监测、管理与控制。另一方面,基于开放式的架构,整合各种系统和设备到一个统一的平台,运用互联网思维和自动化技术,多视角、多维度的相互整合与相互集成,实现基于物联网(IoT)技术上的大数据分析;基于Java平台,使用Java虚拟机,将每个节点设计作为独立功能的服务器,同时为多个用户提供实时数据,或连接到中央服务器实现数据汇总,实现系统稳定可扩展;基于Internet的分布式网络管理架构,支持用户通过Web浏览器实现对系统的实时监控。闽江下游防汛信息系统应用已历经了多次台风、强降雨的考验。防汛调度系统运行的效果表明,本论文对闽江下游防汛信息系统设计思想和应用结果的研究具有重要的实际工程指导意义。
转炉干法除尘控制系统设计与实现
这是一篇关于转炉,干法除尘,自动控制,时间窗焓值积分的论文, 主要内容为转炉煤气干法除尘技术(以下简称LT法)具有煤气回收率高、节能减排效果好等优点,在生产中可降低水资源消耗和减少大气环境污染,目前各大钢厂都在推行这一创新型高效能源转换技术。LT法的核心在于充分保障转炉运行经济性、高效性与安全性的基础上,以使烟气除尘的工作效能提升。对于蒸发冷却器工艺的除尘效率而言,烟气温度控制属于关键性影响因素。此项操作过程具备时变动态性以及复杂性,诸多变量指标均会干扰系统运行。故而,对蒸发冷却器的烟气温度控制开展进一步探究,对控制体系加以完善,可在极大程度上促进转炉炼钢产品品质的提升、节能减排目标的达成以及企业效益的提升。本文在深入分析干法除尘工艺过程的基础上,将PID控制技术应用于出口温度控制系统中,设计并实现了一种基于时间窗焓值积分的温度控制模型的出口温度自动控制系统的方法,主要工作如下。(1)了解电除尘原理以及干法除尘工艺在转炉炼钢中的应用,就相关工艺与技术参数,对干法除尘和湿法除尘展开对比,主要对转炉干法除尘工艺以及关键设备功能组加以说明。(2)完成了三电系统和控制系统设计工作。详细介绍了各设备间的联锁关系,完成了干法除尘系统的设计和编程研究。(3)本设计应用了一种基于时间窗焓值积分的烟气冷却控制方法及系统,并对其4个程序块功能做了详细描述。建立了一种较全面且利于分析生产过程中各种参数变化对干法除尘烟气出口温度影响的动态数学模型。(4)将应用LT法时所用蒸发冷却器设备的喷射水阀开度当做控制变量,将此设备出口温度当做被控变量,将基于时间窗焓值积分的温度控制模型串联在PID控制器中用于蒸发冷却器温度控制,设计了总体控制方案。该方案在现场的实际应用中取得了良好的控制效果。
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