湖库水华预测方法研究及管理系统实现

作     者：王德喜 

作者单位：山西大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王晓凯

授予年度：2014年

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 0815[工学-水利工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主      题：水质监测 水华预测 采集终端 监测系统 BP神经网络 灰色模型 

摘      要：随着全球经济的高速发展,工农业的污染加剧,导致湖库藻类水华现象日益严重。近年来,人们把目光投向了预防水华发生的热点问题上来了。国内外学者从数学机理和智能技术等发面展开了研究。在对水华预测深入研究的基础上搭建自动水质参数采集和分析系统将是未来研究的重点之一,本课题就是围绕着这个方面展开的。本文首先论述了课题研究背景及研究意义,阐述国内外研究现状,并提出论文的研究内容;根据课题需求分析将研究内容细化,给出水质监测系统的总体设计思路和框图,并对水质采集终端及监测系统进行简要介绍;之后重点对水华预测方法进行研究,结合了灰色模型和BP神经网络的优点,构建了水华预测机理模型,克服了灰色模型预测精度低和BP神经网络所需训练数据多的缺点,可以解决在监测信息有限条件下的藻类水华预测问题;然后对采集终端的软硬件设计进行阐述,水质采集终端采用AVR单片机、GPRS模块和多探头的传感器YSI等模块,通过YSI采集水质参数数据,AVR单片机对采集的水质参数进行处理后通过GPRS无线远程传送给监测中心;最后对水质监测系统设计进行说明,系统利用VC++语言设计,可以实时显示接受的水质数据,并将水质数据存储在数据库中,便于查询对比;同时系统可对数据进行综合分析与管理,实现水华预测功能。