基于单片机的水位监测报警装置设计
发表时间：2019-09-18T16:13:29.107Z 来源：《电力设备》2019年第8期作者：胡可狄王宏王亚京信桂锁[导读] 摘要：电缆由于长时间浸泡可能会引发击穿、短路，给人们的生活带来严重影响。 (北京新立机械有限责任公司北京 100039) 摘要：电缆由于长时间浸泡可能会引发击穿、短路，给人们的生活带来严重影响。本文基于STM32单片机，设计了水位自动监测报警装置。装置包括电源、数据采集、继电器控制、无线通信、数码管、液晶屏显示以及指示灯、蜂鸣器报警等模块，可实现水位的实时监测、预警，并可通过继电器控制水泵开关实现水深的自动调节。该装置的应用可以有效避免电缆的浸泡腐蚀，减少电缆的维护开支。
关键词：水位；实时监测；继电器控制；单片机 0.引言
随着城市化规模的不断扩大，地下电缆网络规模也日渐庞大。受地势和天气影响，电缆沟中会经常积水，积水水位达到一定高度后，电缆就会由于长时间浸泡、腐蚀，而出现爆裂、短路等现象，引发严重后果。本文设计一款具有实时监测、显示、预警功能的水位监测报警装置，通过对电缆沟中水位不间断监控，以有效的防止地下电缆因浸泡水中带来的危害，进而为节约电缆维护开支，减轻巡检、维护人员的工作量和劳动强度做出一定贡献。
1.设计原理
本文设计水位监测报警装置由电源模块、数据采集模块、主控模块、显示模块以及无线通信模块等部分组成。系统结构框图如下图1所示。其中，触摸屏输入模块用于设置装置工作参数，通信模块用于实现设备参数的远程调控以及数据的远程显示。工作时，数据采集模块测量水位数据信息，并通过串口传输至控制模块，控制器将接收信号发送至触摸显示屏、数码管等设备进行数字显示，并将数据与继电器动作阈值比较，通过继电器通断控制，实现预警、抽水等功能。
图1 水位监测报警装置系统结构框图 2.硬件结构设计
装置的硬件设计原理如图2所示。
图2 水位监测报警装置硬件设计原理图 2.1主控电路
主控电路选用32位ARM微控制器STM32F103RCT6，其内核工作频率为72MHz，采用上电复位模式，避免误操作。微控制器通过U(S)ART串口、SPI总线以及GPIO口等外设控制水位测量、输入与显示、报警、开关量输入输出、无线通信等模块。
图3水位监测报警装置主控电路设计图 2.2 数据采集电路
2.3输入与显示电路
装置中，触摸显示屏既是输入设备又是显示设备。作为输入设备，其通过UART串口与微控制器进行数据交互，作为显示设备，其通过RS485总线接收微控制器命令。设计中，此设备采用层进式界面，用户通过“翻页”既可查看当前水位、历史数据、节点状态、设备地址等信息；又可对报警阈值、提示方式等进行设置。另外，数码管显示部分也通过RS485总线接收微控制器命令，完成当前水位信息的实时显示，且数码管显示4位数字（小数点后1位）。
陕西颐信网络科技有限责任公司 2014年9月22日 陕西颐信网络科技有限责任公司 地下水监测系统 整体解决方案
目录 一、概述.................................................................................................................................................... - 1 - 1.1项目背景...................................................................................................................................... - 1 - 1.2新产品研究.................................................................................................................................. - 2 - 二、系统简介............................................................................................................................................ - 2 - 三、系统功能............................................................................................................................................ - 3 - 四、系统方案............................................................................................................................................ - 4 - 4.1数据流程及组网.......................................................................................................................... - 4 - 4.2系统组成...................................................................................................................................... - 4 - 4.3数据采集...................................................................................................................................... - 5 - 4.4数据传输格式.............................................................................................................................. - 5 - 五、系统软件............................................................................................................................................ - 5 - 5.1软件平台...................................................................................................................................... - 5 - 5.2数据接收软件.............................................................................................................................. - 5 - 5.3数据查询分析软件...................................................................................................................... - 6 - 六、系统特点.......................................................................................................................................... - 10 - 七、产品性能.......................................................................................................................................... - 10 - 7.1一体化智能水位采集装置........................................................................................................ - 10 - 7.1.1产品特点....................................................................................................................... - 11 - 7.1.2技术指标......................................................................................................................... - 12 - 7.2无线手持参数设置仪................................................................................................................ - 12 - 八、工程实例.......................................................................................................................................... - 14 -
四川工业科技学院毕业作业（设计） 作业题目基于proteus的单片机水塔水位控制学生姓名冯森林 学号 201421070019 指导教师张艳 专业机电一体化 年级 2016级 学院交通学院
诚信承诺 一、本毕业作业（设计）是本人独立完成； 二、本毕业作业（设计）没有任何抄袭行为； 三、若有不实，一经查出，请取消本人毕业作业 （设计）成绩。 承诺人： 2016年8月30日
摘要 水塔水位测量现在越来越重要，水塔水位的高低直接影响到老百姓的用水安全，对水位的监测显得非常重要，而现在的水塔设备一般都比较简单，整个系统都比较单调，而且如果现场没有人员在，很可能会发生危险。因而在翻阅了大量的书籍的前提下，我设计了一种水塔水位测量系统。 本文以STC89C52单片机为核心，通过超声波测距模块，来实现对水位的测量，从而得到测量值，然后显示在1602液晶显示屏上面，最后通过按键来设定水位阀值，当超过阀值的时候就报警，使得工作人员能够及时的处理紧急情况。 本本所设计的系统对以往的水位监测系统进行了改进，能够直观的看到水位的信息，看水塔水位是否处于危险情况下。从而可以对水位进行监控。而且整个系统的设计比较安全，可靠性高。 关键词：STC89C52；1602液晶；水位测量；
引言 在社会经济快速发展的今天，水在整个社会的发展中越来越重要。如果缺少水资源，一方面会给人们的生活带来极大的困难，如果缺水严重的话，有可能会危害到人们的生命健康和社会的动荡。所以对水位监测系统的研究有着非常大的意义。对水位高低的监测关系到人们的用水安全。就现在社会的发展来看，很多系统都有自己的供水系统。像水塔等一些蓄水装置，如何对其中的水位进行监测和管控，一直是一个问题，也是我今天要研究的课题。在当代社会，各种智能装置都存在，而对于水塔水位的监测也向这个方向发展 我国整个在水位检测这个领域的发展情况来说可以分为三个阶段:初级阶段、发展阶段和网络化阶段。从1980年开始，我国开始对水位的检测开始信息化，开始有系统的进行记录和测量。八十年代以后就是发展期。九十年代后期随着现代高科技的发展，我国的水位检测系统开始网络化，开始将信息进行汇总和分析。在2001年，提出了我国水位监控系统的发展道路。我国的在这么多年的发展过程中取得了巨大的成就，但是从全局看我国的发展和西方国家比起来还是有很大的差距，很多地区的建设还不够合理和完善，水平还是比较低的，无论是信息采集还是传输手段都落后他人很多，而且也不满足现在对于水位检测系统的快速性和实时性。 本文采用的是单片机编程法。当今人们开始倾向于方便快捷的检测系统，通过单片机编程法更加容易实现，而且非常容易操作，而且精度也是比较高，一般能够满足要求。因此通过单片机编程可以使得测量变的简单，灵活性也比较好。 水情水位的测量一直是几千年来国家关注的一个事情，可靠的水位监测系统可以让人们实时的得到水位情况，避免不必要的财产损失，由于不同的地方，对水位测量的要求不同，从而他们的测量方法和技术也不太一样，利用现代电子技术，尤其是单片机的发展，我们可以设计出更合理的测量系统。本文就是基于单片机的测量技术。此时及可以有效的改变传统的测量方法，采用新型的测量技术，能够更加准确的得到测量数据。
目录 1 引言 (1) 2 设计方案及原理 (1) 设计原理 (1) 设计方案 (2) 3 硬件设计 (2) 时钟电路和手动复位电路 (3) 水位检测接口电路、故障报警电路 (3) 存储器扩展接口电路 (4) 4 软件设计 (4) 程序流程图 (4) 运行结果 (5) 5 总结 (7) 6 参考文献 (7) 7 附录 (7)
1引言 随着社会的发展，科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便与生活的自动控制系统开始进入了我们的生活，单片机作为微型计算机发展的一个重要分支，具有高可靠性、高性能价格比、低电压、低功耗等优势，以其为核心的自动控制系统赢得了广泛的应用。 该课程设计的题目是基于单片机的水塔水位控制，在此水塔水位控制系统中，检测信号来自插入水中的3个金属棒，以感知水位变化情况。工作正常情况下，应保持水位在某一范围内，当水位变化发生故障的时候，及时关断电机电源，发出声、光报警信号。其目的在于对单片机技术的应用，由单片机实现自动运行，使水塔内水位始终保持在一定范围，以保证连续正常地供水。该课程设计给出以AT89C51单片机为核心器件的水塔水位检测控制系统仿真设计，实现水位的检测控制、处理和报警等功能，并在Proteus软件环境下模拟仿真。实验结果表明，该系统具有良好的检测控制功能，可移植性和扩展性好。 2设计方案及原理 设计原理 单片机水塔水位控制原理如图1所示，图中虚线表示容许水位变化的上下线，在正常情况下，应保持水位在虚线范围之内。其中A棒处于下限水位，C棒处于上限水位，B棒在上下水位之间。A棒接+5V电源，B棒、C棒各通过一个电阻与地相连。 图1 水塔水位控制原理图 水塔由电机带动水泵供水，单片机控制电机转动以达到对水位控制之目的。供水时，水位上升，当达到上限时，由于水的导电作用，B、C棒连通+5V。因此，b，c两端均为1状态，这时应停止电机和水泵的工作，不再给水塔供水。 当水位处于上下限之间时，B棒与A棒导通。因C棒不能与A棒导通，b端为1状态，c端为0状态。这时，无论是电机已在带动水泵给水塔加水，水位在不断上升；或者是电机没有工作，用水使水位在不断下降。都应继续维持原有的作
水位远程监测系统 方案
水位远程监测系统方案上海智达电子有限公司
目录 一、客户需求....................................................................................2二、方案概述....................................................................................2三、系统组成....................................................................................2 3.1控制中心主站 (3) 3.2通讯网络....................................................................................3 3.3现场主要监测设备 (3) 四、地下水位监测系统主要特点 (4) 五、系统软件功能及特点 (5) 5.1功
能..........................................................................................5 5.2特点..........................................................................................6六、主要硬件设备概述 (9) 6.1G P R S无线通讯设备 (10) 6.2水资源控制器 (11) 6.3水位计 (14) 6.4室外专用监测箱 (16) 6.5开关电源 (17)
1 绪论 单片机应用发展迅速而广泛。在过程控制中，单片机既可作为主计算机，又可作为分布式计算机控制系统中的前端机，完成模拟量的采集和开关量的输入、处理和控制计算，然后输出控制信号。单片机广泛用于仪器仪表中，与不同类型的传感器相结合，实现诸如电压、功率、频率、湿度、流量、速度、厚度、压力、温度等物理量的测量；在家用电器设备中，单片机已广泛用于电视机、录音机、电冰箱、电饭锅、微波炉、洗衣、高级电子玩具、家用防盗报警等各种家电设备中。在计算机网络和通信、医用设备、工商、金融、科研、教育、国防、航空航天等领域都有着十分广泛的应用。 随着科技的发展，液位测量技术趋于智能化、微型化、可视化。本设计思想是用单片机做下位机，PC机做上位机，单片机和PC机相结合对水箱液位进行测量和监控。该设计要求具有一定的智能化，可操作性和稳定性好。 1．1 课题背景与研究意义 在工农业生产中，常常需要测量液体液位。随着国家工业的迅速发展，液位测量技术被广泛应用到石油、化工、医药、食品等各行各业中。低温液体（液氧、液氮、液氩、液化天然气及液体二氧化碳等）得到广泛的应用，作为贮存低温液体的容器要保证能承受其载荷；在发电厂、炼钢厂中，保持正常的锅炉汽包水位、除氧器水位、汽轮机凝气器水位、高、低压加热器水位等，是设备安全运行的保证；在教学与科学研究中，也经常碰到需要进行液位控制的实验装置。 1．2 国内外研究现状及发展 液位测量的方法比较多，依据测量方式的不同可分为接触式与非接触式两种类型。 ●接触式测量法 接触式测量法是指测量用传感器直接与容器内存储液体相接触，从而获得测量参数的方法。
本方法所使用的电容通常由两块圆柱形极板或一个探极与罐壁构成。当液位不同时，电容器的介电常数就不同，故电容量也不同。在此基础上可以把电容量转化为电压、相移、频率、脉宽等物理量，再进行测量。 电容式液位测量装置通常结构简单、灵敏度高、稳定性好、动态响应快，适合于恶劣的工作环境，生产成本也不高；但电容液位测量器需要考虑温度补偿，且介质的成分、水分、温度、密度等不确定变化因素直接影响测量结果的准确性，另外检测电路比较复杂，尤其是检测微小电容量的变化。 ●非接触式测量法 非接触式测量法包括超声波法、调制型光学法、微波法等。其特点是测量手段并不采用浮子之类的固态物，而是利用声、光、射线、磁场等的能量。液位传感器不和被测介质接触，不受被测介质影响，也不影响被测介质，故适用范围广泛。特别是接触式测量装置不能适用的特殊场合，如高粘度、强腐蚀性、污染性强，易结晶的介质。 ●光纤测量法 光纤液位检测是近年来出现的一种新技术。根据光导纤维中光在不同介质中传输特性的改变对液位进行测量。 光纤液位测量有以下优点：精度高、灵敏度好、抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘性好、检测现场无电、光路有抗扰性以及便于与计算机连接，便于与光纤传输系统组成网络等。 目前，市面上进行液位测量的仪表种类繁多，但是同时具有测量、监控、数据记录及处理的液位测量装置并不多。在某些工业控制系统中，数据的测量这一基本功能已不能满足现代工业的要求，往往需要对大批数据进行记录，对其进行后期处理分析，实现差错控制、工艺改善、资源优化等一系列工作。为了获得大批量的数据，得到可靠的分析资料，往往需要长期、多网点的监控记录。在液位测量这一领域中，如江河湖海、城市用水等方面，大量数据长时间，多网点的采集记录分析具有普遍的意义。液位的变化分析，有助于人们进一步对自然环境、天气变化甚至是灾害预警提供可靠的支持。
雷达水库水位监测GPRS远传系统 一、概述 我公司研发的“水位远程监控系统”，已广泛的应用于大坝、河流河道、水库、水力发电厂、环境水文、地下水水位、水池水位监测等。该系统能够实时在线监测水库、河流的液位高度、雨量等参数。系统采用集散式控制结构，通过高精度传感器及高敏感器件遥测水库水位及雨量信息。经过计算机分析处理，通过GPRS模块把水位数据及工况传回监控中心实时监控。供工程技术人员实时掌握水位动态，为决策提供依据。 二、设计原则 1) 适用性：由于客户现场要求特殊，要求考虑距离监控中心较远（70~80公里），尽量选取一种技术成熟、可靠性高的传输方案。 2) 实用性：功能强大、用户界面友好、报表、趋势图等功能齐全，日常维护简单方便。在保证满足应用的同时，又要体现出GPRS网络系统的先进性，充分考虑网络应用的现状和未来发展趋势。
3) 灵活性和扩展性：根据未来应用的需求和变化，应具备充分的接入能力和可扩展性，我们采用一种标准化接口，如以后系统改造增加I/O接口组态方便容易，设点成本很低，包括以后带宽的扩展以及监控点移位的可扩展性，最大程度地减少对网络架构和现有设备的调整。 4) 兼容性和经济性：对于设备就绪以后，一定要考虑以后的扩展需要，并且能够最大限度地保证以后对现有资源的可用性和连续性，最大限度地降低网络系统的总体投资。 三、系统组成 系统只要有监控中心、通信网络、终端设备、测量设备、供电系统等组成。 1.监控中心： 主要硬件：服务器、客户端和GPRS数据传输模块。 主要软件：操作系统软件、数据库软件、水位监测系统软件、防火墙软件。2.通信网络：中国移动公司GPRS网络。
.. . … 1 概述 液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。在工业生产过程中，有很多地方需要对容器的介质进行液位控制，使之高精度地保持在给定的数值，如在建材行业中，玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。液位控制一般指对某一液位进行控制调节，使其达到所要求的控制精度。液体的液位的自动控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物,工程作业采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制有以下明显优势: 1)直观而集中的显示各运行参数,能显示液位状态。 2)在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位的上限、下限。 3) 具有水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数，这样能有效地减少工人的疲劳和失误，提高生产过程的实时性、安全性 综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。一般,工业控制系统的工作环境差,干扰强,利用单片机控制就能克服这些缺点,因此单片机在控制领域得到广泛的应用,使用单片机控制
液体液位是很好的选择。 目前我国在单片机测控装置研究、生产、应用中,取得了很大的成绩,总结了很多经验,但是各行业仍处于发展期,经调查,更多科研究所在这方面开展的工作更看重的是理论和算法,数年来这方面的研究的论文较多,着重生产实际的很少。在,新型的单片机测控装置与系统研究的生产基础较雄厚,在生产过程中需要新型的测控装置与系统,因此在不断的努力研究与开发。的工程技术研究人员更着重的是生产实际研究,对理论、算法和成果的论文较少;在研制新型的测控装置与系统领域也比较有成就,尽管与其他国家比较尚有差距,但是,的高校、研究院所的最大的特点就是实际,与生产实际应用项目无关的问题基本不去考虑,主要考虑选取什么材料,测控什么物理量,优点是什么,与机器设备的通讯接口等等。 2 设计的基本任务和要求 2.1 基本功能 本设计是采用AT89C51单片机为核心芯片,及其相关硬件来实现的水体液位控制系统,在用液位传感器测液位的同时, CPU循环检测传感器输出状态,并用3位七段LED显示示液位高度,检测液位数据,实施报警安全提示,当水体液位低于用户设定的值时,系统自动打开泵上水,当水位到达设定值时,系统自动关闭水泵或打开排水泵。 2.2塔水位控制原理 单片机水塔水位控制原理如图l所示，图中的虚线表示允许水位变化的上、下限位置。在正常情况下．水位应控制在虚线围之。为此，在水塔的不同高度处，安装固定不变的3根金属棒A、B、C。用以反映水位变化的情况。其中，A棒在
- 基于单片机的水位控制系统设计
目录 1概述 (3) 2设计的基本任务和要求 (4) 2.1 基本功能 (4) 2.2塔水位控制原理 (4) 2.3 系统硬件总体方案 (5) 3控制系统方案设计 (5) 3.1系统硬件方案 (5) 3.2 核心芯片AT89C51单片机 (6) 3.3系统软件总体方案 (7) 4.Proteus设计与仿真 (9) 4.1元器件清单 (9) 4.2基于单片机水位控制原理图5 (9) 4.3基于单片机的水位控制PCB图6 (10) 4.4水位检测的主程序 (10) 4.5 实验仿真结果 (13) 4.6 结语 (14) 5 设计体会 (14) 参考文献 (15)
1概述 液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。在工业生产过程中，有很多地方需要对容器的介质进行液位控制，使之高精度地保持在给定的数值，如在建材行业中，玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。液位控制一般指对某一液位进行控制调节，使其达到所要求的控制精度。液体的液位的自动控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物,工程作业采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制有以下明显优势: 1)直观而集中的显示各运行参数,能显示液位状态。 2)在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位的上限、下限。 3) 具有水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数，这样能有效地减少工人的疲劳和失误，提高生产过程的实时性、安全性 综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。一般,工业控制系统的工作环境差,干扰强,利用单片机控制就能克服这些缺点,因此单片机在控制领域得到广泛的应用,使用单片机控制液体液位是很好的选择。 目前我国在单片机测控装置研究、生产、应用中,取得了很大的成绩,总结了很多经验,但是各行业仍处于发展期,经调查,更多科研究所在这方面开展的工作
地下水位监测系统、地下水位自动监测系统 概述： 地下水位监测系统是掌握地下水变化规律、了解地下水开采状况、指导地下 水资源保护的重要手段。地下水位监测系统可对地下水的水位、水温、水质等参 数进行长期监测并自动存储监测数据，可对地下水的变化规律进行动态分析。 地下水位监测系统依托既有的 GPRS/CDMA 无线网络进行建设，具有投资 成本低、 建设速度快、 无通信距离限制等优点。 系统支持水利部地下水通信规约， 已在各地的国家地下水监测工程中广泛应用。
系统拓扑图
DATA-6218
DATA-9201
系统优势
● 《水文监测数据通信规约（SL651-2014）》 ● 《国家地下水监测工程(水利部分)监测数据通信报文规定》 ● 《特殊区域水文、水资源数据安全采集系统 RTU 追加测试》 ● 《四川省水文测报系统技术规约（SCSW008-2011）》 ● 《水文自动测报系统设备 遥测终端机（SL 180-2015）》 ● 全国工业产品生产许可证 ● 《地下水监测与管理系统》软件著作权证书 ● 《水文实时监测管理系统》软件著作权证书 ● 《水文实时监测管理系统》软件产品登记证书 ● 现场无电源：采用锂电池供电——定时采集、集中上报监测数据。 ● 现场无电源：采用太阳能供电——实时上报监测数据。 ● 现场有市电：采用 220V 供电——实时上报监测数据。
软件主要功能
◆ 测点分布总览 ◆ 智能数据统计 ◆ 等水位线生成
◆ 实时数据监测 ◆ 趋势曲线分析 ◆ 测点信息维护
DATA86 地下水位监测系统软件
应用案例 案例 1——河北省地下水超采综合治理地下水监测项目 河北省水资源严重短缺， 面临着地下水严重超采、水环境不断恶化等诸多问 题。2015 年初，河北省率先开展了“地下水超采综合治理”试点项目，对超采 严重县、市的地下水展开全面监测。 河北省水利厅建设了专用的地下水监测中心和地下水监测软件平台， 多个厂 商的监测设备通过统一的通信协议上报至该平台。
单片机原理及系统课程设计 专业：自动化 班级：自动化1201 姓名: 王文玉 学号：201209005 指导教师：苟军年 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2014年12月12日
基于单片机的水位控制系统设计 1 引言 单片机课程的学习，不仅要在课本上学到知识，更要在实际中得到锻炼。我认为要学好单片机这门课程，更重要的是要学会通过实践巩固学到的知识，只有把学到的知识通过实践不断体会理解，才能更好的掌握这门课程。本次课程设计我选择制作的题目是基于单片机的水位控制系统的设计，在此次课程设计中主要以水塔供水为例,进行设计介绍。该系统能实现水位检测、电机故障检测、处理和报警等功能，实现超高、低警戒水位报警，超高警戒水位处理。介绍电路接口原理图，给出相应的软件设计流程图和C语言程序，并用Proteus软件仿真。 1.1 设计背景 水位控制系统是现今生活和工业一种比较实用的系统,其应用范围广泛,主要涉及水塔、水库和锅炉水位的控制等领域。以水塔供水为例,供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范围，避免“空塔”、“溢塔”现象发生。目前，控制水塔水位方法较多，其中较为常用的是由单片机控制实现自动运行，使水塔内水位保持恒定，以保证连续正常地供水。实际供水过程中要确保水位在允许的范围内浮动，应采用电压控制水位,通过实时检测电压，测量水位变化，从而控制电动机工作状态，保证水位在正常范围内。 2 设计方案及原理 2.1通过水位变化上下限的控制方式 这种控制方式通过在水塔的不同高度固定不动的3根金属棒ABC，以感知水位的变化情况。A棒接+5V电源，B棒﹑C棒各通过一个电阻与地相连。利用51单片机为控制核心，设计成一个对供水箱水位能自动进行检测控制的系统。如果水塔水位处于警界低水位状态时，启动水泵,水泵开始正转，开始向水塔供水；如果水塔水位处于正常水位状态时,水泵停止工作，水泵停转；如果水塔水位处于警界高水位状态时，启动水泵,水泵开始反转，开始从水塔排水；供水系统出现故障时，自动报警；故障解除时，水泵恢复正常工作。 2.2水塔水位控制原理 在水塔内的不同高度处，安装固定不变的3根金属棒A、B、C，用以反映水
单片机原理与应用 课程设计报告 题目：基于单片机的液位控制器设计 学院： xxxxxxxxxxxxxxxxxx 班级： xxxxxxxxxxxx 学号： xxxxxx 姓名： xxx 联系方式： xxxxxxxx 指导教师： xxxxxxxxxx 报告成绩： xx年xx月xx日
目录 1 绪论 (5) 2 系统总体设计 (6) 2.1设计思路 (6) 2.2 系统框图 (6) 2.3 设计原理分析 (7) 2.4 电路工作原理................................................................................................ 错误！未定义书签。 3 系统硬件设计 (9) 3.1 驱动电路设计 (9) 3.2 报警电路设计 (9) 3.3液位指示电路设计............................ 错误！未定义书签。 3.4压力自动控制模拟和手动操作控制电路设计 .... 错误！未定义书签。 3.5晶振电路.................................... 错误！未定义书签。 3.6 复位电路 (14) 4 系统软件设计 (15) 4.1 软件设计说明 (15) 4.2主程序流程图 (15) 4.3液位控制程序流程图 (15) 5 设计的结果 (18) 6 总结............................................ 错误！未定义书签。 附录............................................... 错误！未定义书签。
摘要 液位监测系统在很多的地方都会用到，例如在工厂的生产当中，液位控制是否得当就会影响生产产品的质量和美观，在生活当中，我们离不开水的利用，常常需要对水箱或水塔水位的监测，液位监测系统也与我们的生活息息相关，它关系着我们生活的品质和效率，所以我们要对液位进行连续的监测和控制。 本文的设计的是利用AT89C51单片机实现对水箱液位监测，通过分析领域条件下，在其系统中通过液位变送器获取信息（4-20mA），其采集电流太小而不容易测量，所以需要用放大电路对其放大，通过处理后，由模数转换变换为二进制数传入单片机，它可以对数据进行实时的处理。并在本文的软件设计当中介绍了本次系统的电路原理图和软件编写时所需的流程图，然后通过显示电路把采集到的液位高度值显示给我们。 最后通过Keil C51软件编写出本次系统所需要的程序，同时在Proteus软件里进行仿真，实现了对液位监测。通过该设计的运用，满足了间接测量，自动的控制及其管理的目的。 关键词：单片机；液位控制；Proteus仿真
Abstract Liquid level monitoring system are used in many places, such as in the production of the factory, liquid level control properly will affect the production of products, the quality and appearance, in the life, we can use of water, often need to the water tank or water tower water level monitoring, liquid level monitoring system is closely related with our life, it relates to the quality and efficiency of our lives, so we have to continuously monitor and control the liquid level. The design is implemented by AT89C51 SCM of water level monitoring, through the analysis of field conditions and in the system through the liquid level transmitter (20mA) to obtain information, the current collection is too small and not easily measured, so it is necessary to amplifier circuit for amplifying the, through processing, by the modulus transform as a binary number of incoming MCU, it can real time of data processing. And in the design of software in this article introduced flow chart of the system circuit schematic diagram and software compiling, and through the display circuit the collected liquid height values are shown to us. At last, the program of the system is written by C51 Keil, and the simulation is carried out in the Proteus software, and the liquid level monitoring is realized. Through the application of this design, it can meet the indirect measurement, and the purpose of the control and management. Keywords：SCM; liquid level control; Proteus simulation
实用文档 水位远程监测系统方案上海智达电子有限公司
目录 一、客户需求 (2) 二、方案概述 (2) 三、系统组成 (2) 3.1控制中心主站 (3) 3.2通讯网络 (3) 3.3现场主要监测设备 (3) 四、地下水位监测系统主要特点 (4) 五、系统软件功能及特点 (5) 5.1功能 (5) 5.2特点 (6) 六、主要硬件设备概述 (9) 6.1 GPRS无线通讯设备 (10) 6.2水资源控制器 (11) 6.3水位计 (14) 6.4室外专用监测箱 (16) 6.5开关电源 (17)
一、客户需求 在某单位建立一套水位远程监测系统，来实对水位的实时监测，统一管理。 二、方案概述 作为行业领先者的水位远程监测系统的解决方案，经过我们多年的水位监测系统项目实施经验，依据用户的具体情况，并结合实际需求，我们提供并建立一个合理、完整的地下水位系统的决方案。 水位数据的收集不仅能够及时、准确地反应问题，分析问题，解决问题，从而指导工作实践，而且更是研究地下水位动态规律，掌握不同水文地质单元、不同层位、不同水源地地下水位变化特征的重要依据，对水资源的研究与管理具有重要意义。 可实现如下功能： （1）数据自动采集：自动实时采集计量点的地下水位数据，实现数据采集的准确性、完整性、及时性和可靠性，； （2）报警信息主动上报:现场监测箱开门、断电、设备运行异常等信息能够主动发送到监测中心； （4）计量装置监测：远程监测水位计运行信息，分析计量故障等信息，及时发现用户计量异常； （5）统计分析：配合水位监测体系的建立，实现各地下水位监测点的数据统计、做出日周月年报表、曲线、柱状图等。 三、系统组成 本系统主要地下水位监测中心主站、通信网络、现场监测设备三部分组成，利用前端监控、数据采集设备的数据远传通讯功能和系统软件功能实现。采集数据，使监测中心通过简单而又经济的计量手段，实现对整个地区地下水信息的实时监测，进而实现良好的社会效益和经济效益。
1 概述 液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。在工业生产过程中，有很多地方需要对容器内的介质进行液位控制，使之高精度地保持在给定的数值，如在建材行业中，玻璃窑炉液位的稳定对窑炉的使用寿命和产品的质量起着至关重要的作用。液位控制一般指对某一液位进行控制调节，使其达到所要求的控制精度。液体的液位的自动控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制等几项技术紧密结合的产物,工程作业采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制有以下明显优势: 1)直观而集中的显示各运行参数,能显示液位状态。 2)在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位的上限、下限。 3) 具有水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数，这样能有效地减少工人的疲劳和失误，提高生产过程的实时性、安全性 综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。一般,工业控制系统的工作环境差,干扰强,利用单片机控制就能克服这些缺点,因此单片机在控制领域得到广泛的应用,使用单片机控制液体液位是很好的选择。 目前我国在单片机测控装置研究、生产、应用中,取得了很大的成绩,总结了很多经验,但是各行业仍处于发展期,经调查,更多科研究所在这方面开展的工作更看重的是理论和算法,数年来这方面的研究的论文较多,着重生产实际的很少。在上海,新型的单片机测控装置与系统研究的生产基础较雄厚,在生产过程中需要新型的测控装置与系统,因此在不断的努力研究与开发。上海的工程技术研究人员更着重的是生产实际研究,对理论、算法和成果的论文较少;深圳在研制新型
分数： 评语： 专业综合实验报告 (Part Ⅰ) 题目：基于单片机的水位控制器设计 学生姓名： 学号： 指导教师： 二○一六年一月
目录 1 绪论 (1) 1.1 实验课题来源与背景 (1) 1.1.1 课题来源 (1) 1.1.2 课题背景 (1) 1.2 实验内容 (1) 1.3 实验目的和要求 (2) 1.3.1 实验目的 (2) 1.3.2 基本要求 (2) 1.4 实验所需相关知识 (2) 1.4.1 水箱水位自动控制系统 (2) 1.4.2 AT89C51单片机（控制器） (3) 2 系统设计流程 (4) 2.1 设计内容及要求 (4) 2.2 系统设计方案流程图 (4) 2.3 Proteus生成PCB具体操作流程 (5) 3 原理图设计 (5) 3.1 Proteus概述 (5) 3.2 电路原理图所用元器件介绍 (7) 3.2.1 水位检测传感器 (7) 3.2.2 复位电路的设计 (7) 3.2.3 光报警电路的设计 (8) 3.2.4 泵的简介及泵的相关参数 (8) 4 设计原理和电路图 (9) 4.1 设计原理 (9) 4.1.1水位控制原理 (9) 4.1.2 系统结构图 (10) 4.1.3 控制方案说明 (10) 4.1.4 元件清单 (11) 4.1.5 电路原理图 (11) 4.2 PCB 板图 (11) 5 实验总结 (11) 附录Ⅰ：实验电路原理图 (13) 附录Ⅱ：PCB图 (14) 附录三：三维视图 (15)
1 绪论 1.1 实验课题来源与背景 1.1.1 课题来源 在武汉大学动力与机械学院自动化系本科生的教学课程中，安排学生学习了《自动控制理论》、《智能化仪器仪表原理与应用》等课程，学生已初步掌握了单片机的基本原理以及水位控制的系统。在此基础上，为增强学生的自主动手操作与实际解决问题的能力，将学到的知识与实践相结合，故将学生专业综合实验课题定为“基于单片机的水位控制器设计”。 1.1.2 课题背景 在生产领域中，实现水位自动检测和控制是工业过程控制的一项关键技术，对于提高工业过程控制的自动化水平有着重要的意义。在生活领域中，供水方式过去一般是通过人工来实现控制，容易造成对水资源的浪费，所以现在人们越来越关注水资源的问题。 目前，水位控制系统是受到广泛应用的供水系统，水位控制可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制、传感器控制等，但传统的控制方式存在控制精度低、能耗大、不能实现连续控制和跟踪水位的特点，采用单片机对水位进行控制，不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅提高被控水位的技术指标，从而大大提高控制的效果，更加符合人们的预期。 1.2 实验内容 针对水箱水位自动控制系统，要求设计一个基于单片机的控制器，其完成过程需要以下步骤： 1、学习水箱水位自动控制系统的工作过程，了解控制器所需的功能及要求。 2、学习单片机的各部件的工作原理和工作过程。 3、学习Proteus 的使用方法。 4、参考AT89C51单片机开发板设计水位控制器，并利用 Proteus绘制电路