基于STC12C单片机的简易水情检测系统设计

应用设计Applications · 2018年4月 ·今日电子基于 STC12C5A60S2 单片机的简易水情检测系统设计与实现重庆城市职业学院 万云简介该简易水情检测系统采用了S T C12C5A60S2单片机为处理单元，制作了简易水情检测系统。

系统由电源模块、超声波测距模块、P H值检测传感器模块和LCD12864液晶显示模块等组合而成。

其中电源由不大于6V干电池供电，经稳压模块后给各模块供电。

水的高度由超声波传感器负责检测、水中酸碱状况由P H值传感器实现检测，最终将所检测到的数据送S T C 单片机进行数据处理后并在L C D液晶显示模块实时显示。

经测试，该简易水情检测系统可实现实时检测并显示水位、酸碱度、供电输出值等功能，所得结果完全满足水位测量部分要求。

具有精度高、稳定性好、操作便捷等优点。

系统整体设计方案本系统整体设计如图1所示，供电模块采用6V以内的干电池给各模块供电，水位高度采用超声波来实现采集，水内酸碱度采用P H值检测仪实现采集，最终将所采集的数据经S T C12C5单片机自带的A/D转换送内部处理，经处理后输送至LCD12864液晶显示模块实现实时显示。

系统硬件设计从系统总框图可知，此系统的硬件主要由电源模块、S T C12C5单片机、超声波检测模块、P H值检测模块、LCD液晶显示模块组成。

（1） 电源模块电源模块由4节1.5V的可充电电池组成，可重复使用。

后经稳压模块给各模块供电。

（2）STC12C5单片机主控芯片在该系统中，我们采用S T C12C5A60S2作为主控芯片，该单片机性能稳定，I/O口资源较多，网上资料充足，运算速度较快，而且自带AD转换功能，运用快捷。

（3）超声波水位采集模块本系统中采用了H C-S R04 超声波模块作为水位测距模块，如图2所示，该模块内部自动发送8个40k H z 的方波，自动检测是否有信号返回；若有信号返回，通过输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间，因此其测试距离=(高电平时间×声速(340M/S))/2。

基于单片机的水质量检测设计
水质量检测是对水体中各种有害物质进行检测和分析的过程，是保证饮用水安全的重要环节。

随着科技的发展，多种检测方法不断涌现，其中基于单片机的水质量检测系统由于具有成本低、精度高、操作方便等优点而被广泛应用。

本文主要介绍一种基于单片机的水质量检测设计方案。

该设计采用常见的水质量检测指标作为检测参数，通过传感器采集相关参数并进行处理，最终在液晶屏上输出结果。

首先，本设计选用的水质量检测指标包括PH值、溶解氧（DO）、浊度、电导率等参数。

其中PH值指水中的酸碱程度，DO指水中溶解的氧气含量，浊度则是指水中微小颗粒对光线的散射。

这些指标都是评价水质量的重要因素。

其次，为了获取这些指标的准确数据，本设计采用了多种传感器，包括PH传感器、DO传感器、浊度传感器和电导率传感器。

通过将传感器与单片机连接，可以实时获取相关参数并进行处理。

然后，本设计采用了一种基于单片机的算法，通过处理传感器获取的数据来计算出各项指标的值。

采用这种算法的好处在于可以减小系统的成本，同时也能保证数据的精确度。

最后，在设计的过程中，本文采用了液晶屏来实时输出检测结果。

通过简单的界面设置，用户可以直观地了解水质量的情况，并进行相应处理。

综上所述，基于单片机的水质量检测系统应用广泛，可以用于水质检测及净水设备的控制等领域。

而且，该设计方案不仅成本低，而且操作简便，将成为未来水质量检测领域的重要发展方向。

2018年20期科技创新与应用Technology Innovation and Application众创空间一种基于单片机的简易水情检测系统设计*余搏立(安徽职业技术学院，安徽合肥230011)摘要：文章以STM32F103VET6单片机为核心控制器设计一种简易水情检测系统，该系统能够实现液位和溶液pH 值检测，并实时显示状态数据，测量精度高，功耗低，性能稳定。

关键词：STM32F103VET6单片机;玻璃电极;递推平均滤波算法中图分类号:TP274 文献标志码：A 文章编号院2095-2945 (2018)20-0035-03Abstract : In this paper, a simple water regime detection system is designed with STM32F103VET6 single chip microcomputer asthe core controller. The system can detect the liquid level and pH value of solution, and display the state data in real time. The measurement accuracy is high, the power consumption is low, and the performance is stable.Keywords : STM32F103VET6 microcontroller; glass electrode; recursive average filter algorithm1概述随着科技水平的进步与创新，简易水情检测系统中溶 液p H 值测量和液位测量迈向智能化。

检测系统对测量精 度的要求愈加细致与严格。

本文提出的设计方法对溶液 p H 值和液位高度能够实现精确测量与显示。

整个系统仅 由3.7V 电池组供电，采用T F T 液晶屏显示实时数据。

基于单片机的水位监测系统的设计与实现一、引言水位监测在许多领域都具有重要的作用，如水利工程、环境监测、农田灌溉等。

传统的水位监测方法存在着人工操作困难、数据处理复杂等问题。

因此，设计一个基于单片机的水位监测系统以自动化地实现水位的监测和数据采集具有重要意义。

二、系统设计2.1 系统概述本水位监测系统通过使用单片机作为中心控制器，借助传感器实时采集水位信息，并通过显示屏进行实时展示。

2.2 硬件设计2.2.1 单片机选择根据任务要求，选择适合的单片机进行设计，常见的单片机有STM32系列、Arduino、Raspberry Pi等，本设计选择STM32作为中心控制器。

2.2.2 传感器选择根据实际需求，选择合适的水位传感器，常见的有浮子式水位传感器、压阻式水位传感器等。

本设计选择压阻式水位传感器。

2.3 软件设计2.3.1 程序流程编写相应的程序，实现水位数据的采集和处理，以及显示屏的控制与展示。

2.3.2 数据处理在采集到的水位数据基础上，进行数据处理，如滤波、校正等，提高数据稳定性和准确性。

三、系统实现3.1 硬件实现根据设计要求，搭建硬件电路，将单片机和水位传感器进行连接，确保各部件正常工作。

3.2 软件实现编写相应的程序，通过单片机的IO口进行数据采集和处理，实时展示水位信息。

四、系统测试与结果分析4.1 测试方法利用水箱进行模拟测试，逐步调整水位并记录数据，验证系统的功能和准确性。

4.2 测试结果分析测试结果，对比设定和测量值，检验系统的准确性和稳定性。

4.3 结果分析对测试结果进行分析，讨论系统的优缺点，并提出改进和优化方案。

五、总结与展望5.1 总结通过本次设计与实现，成功搭建了基于单片机的水位监测系统，实现了水位数据的自动采集和实时展示。

5.2 展望进一步完善系统功能，并结合互联网技术，实现远程监测和数据云端存储，为水位监测提供更便捷的解决方案。

六、参考文献1.《单片机技术与应用》，杨文胜，电子工业出版社，2018年。

基于单片机的水质量检测设计水质量的监测与评估一直是人类社会关注的焦点之一，水资源在人类社会生存和发展中起着至关重要的作用。

然而，随着工业化和城市化的快速发展，水质受到了日益严重的污染，给人们的生活带来了极大的困扰和危害。

因此，开展水质监测和评估工作对于维护人类健康和生态环境的稳定具有重要意义。

当前，水质监测技术主要分为传统的实验室分析和现场实时监测两种方式。

实验室分析方法需要采集水样后进行分析，周期较长且需要专业设备和人员，限制了监测频率和范围。

而现场实时监测方式虽然具备实时性和方便性，但成本高昂，设备笨重，难以在野外环境中应用。

因此，成为了一种理想的选择，可以实现实时监测、低成本和便携性的需求。

基于单片机的水质量检测设计主要包括传感器采集、信号预处理、数据传输和分析处理等几个步骤。

首先是传感器采集环节，通过选择合适的水质传感器对水样中的各项指标进行采集，包括pH值、溶解氧、浊度等。

其次是信号预处理，将传感器采集的模拟信号通过单片机进行采样、滤波和放大等处理，转换为数字信号以便进行后续处理。

然后是数据传输，采用无线通信或有线通信方式将处理后的数据传输到监控终端，方便用户实时监测水质状况。

最后是数据分析处理，通过单片机内置的算法对采集到的数据进行分析和处理，得出水质指标的评估结果，并根据设置的阈值进行实时报警。

在设计过程中，需要考虑到水质传感器的选择和校准、单片机的选型和编程、数据的传输和存储等关键技术难题。

例如，为了保证监测结果的准确性和可靠性，需要对传感器进行定期校准和维护，避免因为传感器老化或环境变化导致监测结果出现偏差。

另外，单片机的选型和编程也影响着监测系统的性能和稳定性，需要根据监测需求选择适合的单片机型号，并编写稳定可靠的程序。

此外，数据的传输和存储也需要考虑到数据量大和传输距离远的情况，选择合适的通信方式和存储介质，确保监测数据的完整性和可靠性。

基于单片机的水质量检测设计在实际应用中有着广泛的应用前景和市场需求。

基于单片机的水位检测控制系统设计诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《基于单片机的水位检测控制系统设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。

本人签名：日期：年月日基于单片机的水位检测控制系统设计摘要随着社会和科技的进步，以及人们的生活标准水平逐步的提高与发展，方便的全自动控制系统生活的开始逐步进入到我们的生活，单芯片微型计算机发展是其中的一个重要分支，具有高可靠性，高性能价格比，低电压，低功耗等优点，以单片机为核心的自动化控制系统已经赢得了广泛的应用范围。

本设计是基于单片机的水位检测控制系统设计。

设计系统的目的在于应用单片机的自动运行技术，使得水塔中的水位始终保持在一定范围内，以保证连续正常的供水。

本设计是以AT89C51单片机为核心部件的水塔水位检测控制仿真系统设计的，用以检测水位并进行控制、处理以及报警功能，并在Proteus仿真软件环境中仿真测试。

结果表明，设计的系统具有良好的检测和控制功能，方便移植性和可扩展性。

关键词：水位控制单片机报警Based SCM the water level detection control system designAbstracWith the social and technological progress, as well as the level of people's standard of living gradually improve with the exhibition, and the convenience of automatic control system for the beginning of life gradually into our lives, single-chip microcomputer development is an important branch,the advantages of high reliability, high performance and low cost, low-voltage, low-power microcontroller as the core of the automation control system has won a wide range of applications.The title of the graduate design microcontroller-based water level detection and control system design, three metal rods into the water used to detect the signal, the conductivity of the water, can see that the water level changes. Under normal circumstances, the water level should be kept within a certain range changes, the water level does not exceed the stipulated upper and lower limits, in the event of a system failure, should be promptly cut off electrical power, and there should be sound and audible alarm signals of the light-emitting diode. Design System aimed the application microcontroller run automatically, so that the water level in the water tower always maintained within a certain range in order to ensure the continuous normal water. The design is based on AT89C51 microcontroller as the core components of the water tower water level detection and control simulation system designed to detect water level control, processing, and alarm functions, and Proteus simulation software environment simulation testing. Experimental results show that the design of the system has a good detection and control functions, portability and scalability.Keywords:Level controlmicrocontroller alarm毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

南宦理二大学硕士学位论文基于单片机的水情监测系统设计王国伟指导教师：王重副塾援萱生红直级王猩垣论文级多IIJ．工程亟±作者单位：国圆皇左型堂盟究院出版时间：垒Q!窒生墨旦洲Y…2四0俐6 ¨¨ii●I 洲5Ⅲ9 ¨¨¨¨●■-andTechnology一一lneerlngMonitoringSystemDesignHydrometryBasedonMCUByGuoWeiWangUnderthe ofSupervisionProfessorLeiWangSenior CaoaoNianNlanrolngEngineernoHHongStateGridElectricPowerResearchInstitute2012March声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。

与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。

研究生签名：况固!堑 a。

肛年；月t 夕日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。

对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。

研究生签名：碑文咿年7月『7日工程硕士论文基于单片机的水情监测系统设计摘要我国地处季风气候区，暴雨洪水频发。

受季风气候影响，我国大部分地区夏季湿热多雨、雨热同期，不仅短历时、高强度的局地暴雨频繁发生，而且长历时、大范围的全流域降雨也时有发生，几乎每年都会发生不同程度的洪涝灾害。

因此，完善的水情监测有助于中心站实时监测各地水情，并对各种突发状况做出及时、合理的措施来防止灾害的发生和降低灾害所造成的破坏。

基于单片机的水质检测系统设计与实现下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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基于单片机控制的简易水情检测装置的设计作者：冯泽虎来源：《报刊荟萃（下）》2017年第10期摘要：本文采用TI公司的MSP430F5529做为主控制器，主要分为PH值检测模块、液位检测模块、液晶显示模块、电源模块以及滤波模块。

液位检测模块用超声波测距原理经单片机信号处理后将水位高度显示到液晶显示屏上；PH传感器电极输出温度信号及PH信号，2组信号经分压采集后进行A/D转换送入单片机，进行数据处理得到当前溶液的准确PH值，再通过液晶显示屏将其电压值，PH值显示出来；电池电压及PH信号放大处理采用TI公司的TLV2452微功耗运放芯片，；为了方便观测数据，使用了具有中文字库功能的低功耗JLX12864液晶屏来显示，优化了该装置的性能。

关键词：TLV2452；MSP430F5529；JLX128641总体方案设计1.1系统结构图根据设计要求，系统可以划分为：PH值检测模块、液位检测模块、液晶显示模块、声光报警模块，电源模块。

系统的设计示意图如下图所示：1.2方案比较与选择方案一：采用普通的MCS-51作为普通的控制元件。

但运算速度低，功能单一，没有内置A/D转换模块，需要较多的外围电路来实现本系统的功能，使得电路复杂，可靠性降低，且功耗较大。

方案二：采用TI公司的M430F5529作为主控芯片。

M430F5529是一个16位超低功耗混合信号微控制器，使用寿命长，内置4个的16位定时器、一个高性能的12位ADC，多达63个的I/O引脚，使得MSP430F5529，使用方便，低功耗特性明显。

方案选择：通过对两个方案的比较，方案二具有运算速度快，低功耗，足以满足电路的设计，并且自带ADC12，因此我们选用方案二。

2硬件设计基于单片机控制的水情检测装置电气原理图如图2所示。

3软件设计基于单片机控制的水情检测装置程序流程图如图3所示。

4系统调试与测试结果分析4.1使用的仪器仪表4.2测量数据4.3系统实现的功能经检测，各指标实现情况见下表所示4.4测试结果与分析经过测试，该装置可以完成对PH的测量以及读出准确的液位距离，改变水位时，无论水位多少，超声波都符合题目要求设计的简易水情检测系统的特点。

图1 水情监测系统的组成图2 水情监测系统总体方案设计图6269 2018.71 水情监测系统设计方案1.1 设计要求水情监测系统的组成部分主要包括水情检测单元、水情显示单元和供电单元三部分，如图1所示。

图1中a为容器，b为pH传感器，c为液位传感器，水情监测系统的设计要求如下：1）要求自制水情监测系统；2）多次向容器中注入若干毫升的纯净水，要求每次在1分钟内完成水位的测量并稳定显示，测量偏差不大于2 mm。

3）保持水位不变，多次向塑料容器注入若干白醋，测量每次的 PH 值。

要求在2分钟内稳定显统”；第二行显示水位测量高度值及单位“mm”；第三行显示PH测量值，保留1位小数；第四行显示电池输出电压值及单位“V”，保留2位小数。

1.2 系统总体方案设计本设计将实现pH（酸碱度）值、液位高度值、温度值的数据采集、数据处理和数据显示等功能[2]，系统总体设计方案如图2所示。

1.3 器件选型1.3.1 单片机选型本设计中将选取STC12C5A60S2单片机作为主控制核心。

STC12C5A60S2单片机是宏晶科技生产高速低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8~12倍，可为众多嵌入式控制应用系统提供有效的解决方案。

STC12C5A60S2内置8路高速10位A/D转换(250 K/S)，转换速度高，功耗低，可为水情监测液位及pH值等模拟量的数据采集图3 超声波液位传感器工作原理图图4 pH玻璃电极实物图图5 系统主程序流程图6370ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD图6 系统实物图(硬件电路（左），手机显示（右）) kHz），当遇到液位表面将被反射折回，经过时间t被超声波接收器R接收到转换成电信号[3]。

已知，不同温度下超声波环境声速V会变化V= 331.5 + 0.6×温度，则传感器探头到液位表面的距离S与声波的传播时间t成正比，S=V×t/2。