基于单片机的远程监测系统设计

基于单片机控制的水位远程监控系统　

刘瑞涛　（石家庄职业技术学院　

摘要：针对目前农业灌溉中水位无法精确测量以及监控不及时的　问题，开发设计了基于ＡＴ８９Ｓ５１单片机控制的水位远程监控系统。　

从下位机系统和上位机系统组成到各功能模块选型及功能进行了详　

细的介绍。该系统不仅能够精确地检测水位的数值，还可以利用４８５　

总线进行上位机和下位机的通信，实现了水位的实时检测、记录和监　

控。　

关键词：单片机水位检测监控４８５总线　

０引言　

在农业生产中，农业灌溉用水占到全国总用水量的一　

半以上，实施节水灌溉在水资源合理开发、高效利用中占　

有举足轻重的地位。而在这其中，对水位的检测和远程监　

控是推广节水灌溉政策中一项基础而又关键的技术。本文　

介绍利用ＡＴ８９Ｓ５１单片机、ＡＤＣ０８０９模数转换芯片、　

ＡＴ２４Ｃ系列存储芯片以及４８５总线等器件组成一个远程　

监控系统，监控灌溉水渠中水位变化情况，并能记录存储。　

整个系统由下位机系统和上位机系统组成，下位机系统是　

一个基于单片机控制的水位监测系统，分布在需要监测水　

位的采集点，负责采集水位信息并转换为数字量进行处　

理：上位机系统也是单片机控制系统，主要负责通过４８５　

总线收集各个采集点的数据并显示、存储及控制。各子系　

统具体功能如下：　

下位机系统功能：下位机系统由８个下位机组成，主要　

负责实时检测８个观测点的水位，具体功能如下：由于水渠　

的深度为５０ｃｍ，因此将水位分为１０个档位，分别是：５　

ｃｍ，１０ｃｍ，１５ｃｍ，２０ｃｍ，２５ｃｍ，３０ｃｍ，３５ｃｍ，４０ｃｍ，４５ｃｍ，　

５０ｃｍ，水位检测精度为５ｃｍ：下位机的板子上还带有数码　

管显示部分，可以实时显示当前水位的高度：同时下位机　

还可以通过４８５总线与上位机通信，接受命令和上传数　

据。　

上位机系统功能：上位机系统的采集周期为３０ｓ，在这　

期间分别采集８个下位机水位的数值：同时在这周期内通　

过数码管显示每个下位机水位数值和观测点号；通过控制　

远程电源智能监控系统设计与实现

确保电源运行的可靠性和安全性是保障生产顺利进行以及电力系统安全的重要途径。本文提出了一种远程电源智能监控系统设计，该系统由硬件电路、下位机软件以及上位机监控平台三个模块组成，为其他电源监控系统设计提供借鉴。

标签：远程电源；监控系统；设计

引言

当前，移动通信技术及物联网得到了迅猛的发展，远程电源智能监控系统的设计也越来越受重视。远程电源智能监控系统能够克服传统电源监控系统可靠性低、时效性差等问题，有效控制电源，减少相关安全事故的发展。基于此，笔者对远程电源智能监控系统的设计与实现进行了介绍。

1.远程电源智能监控系统总体设计

图1远程电源监控系统示意图，主要包括6个站点和后台工控机。而每个站点有两个智能断路器和一个控制模块，控制器模块可以控制智能断路器的开合并可监测断路器状态，控制模块与后台工控机通过内部局域网相互发送信息。

根据远程电源系统的控制要求，硬件电路主要包括控制器、控制模块、通讯模块、电源模块、检测模块和LED显示模块；下位机软件设计主要包括主程序、检测模块程序、控制模块程序、通讯模块程序、LED显示程序；上位机主要包括：用户安全管理、实时获取下位机状态、远程电源断电上电控制、历史数据查询、故障报警几大模块。

2.系统硬件设计

远程电源智能监控系统的硬件设计主要包含硬件的总体布局以及各个模块的组成。硬件电路主要包括以STM32为中央处理器的最小系统、通讯模块、电源模块、状态检测模块、控制模块。

2.1 断路器控制

本系统的控制对象是远程电源，需要控制其上电和断电状态。选用继电器完成此控制功能。继电器是一种微电控制器件，主要有电磁式和固态式两种，电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成，其工作原理是利用电磁效应实现动触点与常开静触点或者常闭静触点的吸合，从而达到电路控制的作用，最终选用了SRD-5VDC-SL-C型号的电磁式继电器。

2.2 状态检测

基于单片机和GPＲＳ的配电变压器远程监测系统设计 -

关键词：配电变压器GPRS远程监测单片机ﻭ

1 引言

配电变压器对配电网和用户的用电可靠性、安全性有着直接的影响。为保证配电变压器的安全运行，必须配电变压器的运行监视以便及时采取措施,防止事故发生。由于配电变压器安装位置分散，传统的对配电变压器运行监视方法工作量大，安全环境差,实时性差,很多异常情况不能及时发现，造成了事故的发生。建设配电变压器远程监视系统可实现配电变压器的实时监测，提高监测的工作效率和数据准确性,为配电变压器的安全运行提供了有力的保障.配电变压器监测点与远程监控中心间相距可能较远，目前可以利用的通信平台主要有、络以及移动通信网络。由于远程数据传输由任务请求而触发，数据量和实时性要求较高，加上一些特殊环境中布线受到影响,宜采用覆盖范围广、免布线的移动通信网络实现远程数据传输。

ＧPRＳ（Genｅral Ｐacｋet Rａdio Seｒvice,通用分组无线业务)是在现有的Ｇ移动通信系统基础上起来的一种移动分组数据业务,通过在G数字移动通信网络中引入分组交换功能实体,以支持采用分组方式的数据传输，以满足用户利用移动终端接入Ｉnternet或其它分组数据网络的需求,其速度最快可达1１５ｋｂps，已在配电网的远程监测中得到广泛应用[１－3］。文中介绍了一种应用单片机控制的ＧPRS通信系统，采用基于连接的方式实现监控终端与远程主机的数据传输［４-5],单片机实现数据采集与帧结构定义,并控制GPＲS与远程主机通信；远程主机要求连接并配置固定的ＩP地址,应用VＣ环境下的ＷiｎSｏck编程方式实现与GPRS终端的通信[６—7].

2 系统结构

配电变压器远程监测系统包含监测点数据采集系统、远程通信系统和主站系统。主站系统主要进行整个系统的管理和控制，完机交互工作及网络数据链路的建立，实现配电变压器运行参数的计算、分析和故障判别;通信系统进行通信协议转换,完成信息的上送与下发;数据采集系统主要完成前端信号的处理、滤波和信息的采集，其结构如图１所示:

基于单片机大棚温度远程监测系统

[摘 要]针对研究蔬菜大棚智能温湿度控制，设计了一种基于计算机自动控制的智能蔬菜大棚温度控制系统。详细阐述了该系统的温度采集、温度显示、远程监测系统等系统软硬件的设计思想，以ds18b20作为温度传感器，用避障传感器做导航以及报警器感应端，以at89s52单片机为系统核心，最后进行模拟实验。该研究设计的蔬菜大棚智能温度监测系统性能良好，操作简单方便，造价低廉，具有良好的应用前景和推广价值。

[关键词]温度采集； lcd显示；单片

中图分类号：tp277 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）22-0218-01

引言

在国民经济各部门，如电力、化工、机械、冶金、农业、医学以及人们的日常生活中，温度检测是十分重要的。实时采集温度信息，对植物的生长同样很重要，在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中影响最大的就是温度和湿度。如果昼夜的温差大，其对植物生长极为不利。因此必须对温度和湿度进行监测和控制，使其适合植物的生长需求，以提高其产量和质量。本研究是利用单片机针对大棚内温度、湿度监测以及控制的系统 ，综合考虑系统的精度、效率以及经济效益等多方面因素之后，设计一种基于单片机大棚温度远程监测系统。我国北方冬季寒冷而漫长，大力推广蔬菜大棚种植蔬菜能够更好地满足人民日益增长的需求。 冬季蔬菜大棚管理最重要的一个因素就是温度的控制。温度监管一般把一天分为上午、下午、前半夜和后半夜4个时段来进行温度调节。上午以促进光合作用、增加同化作用为主，一般应将棚温保持在2～30℃为宜；下午光合作用呈下降趋势，应将温度比午前降低6℃左右，以19～24℃为好，从而避免高温下养分消耗过多。日落后4～5h内，要将棚内温度从20℃逐渐降到15℃上下，以促进体内同化物的运转。然后，再将夜温降到10～12℃，以抑制呼吸作用、减少消耗增加积累。但温度降得不宜过低，以免发生低温危害。另外，阴雨天光照不足，光合作用进行缓慢，棚内温度也应比晴天低5℃左右，以降低呼吸消耗随着单片机的飞速发展，通过单片机对继电器控制增温装置以及通风装置来增温加热、通风保湿从而实现良好的作物生长环境。