水位监测报警系统的设计概要
株洲师范高等专科学校物理与电子工程系毕业论文水位监测报警系统
姓名 :秦雄
指导老师 :肖利君
专业 :应用电子技术
班级 :07级应用电子班
学号 :04207122
时间 :2010-5-5至 2010-5-28
摘要
本水位监测报警器主要目标是使用 5V 低压直流电源(也可以用 3节 5号电池代替就可以对 5~15厘米的水位进行监测,用 LED 显示和数码管显示水位,并可
以对不再此范围内的水位发出报警。主要采用 CD4066、 74LS86、 74LS32、
CD4511芯片,再加上数码管、蜂鸣器、发光二极管、电阻这些器件组成一个简单而灵敏的监测报警电路, 操作简单, 接通电源即可工作。因为大部分电路采用数字电路, 所以本水位监测报警器还具有耗能低、准确性高的特点。
关键字:译码电路,报警电路,监测电路
Abstract
The water level alarm monitoring the use of 5 V low-voltage DC power (can also use three batteries replaced on the 5th will be able to 5 to 15 centimeters of water level monitoring, with LED display and digital display of water level, and this can no longer Within the scope of a water level alarm. Mainly CD4066, 74LS86, 74LS32, CD4511 chips, coupled with digital control, buzzer, light-emitting diode, the resistance of
these devices composed of a simple and sensitive monitoring alarm circuits. Because the majority of circuits using digital circuitry, so the water level monitored alarm system also has low energy consumption, high accuracy of the characteristics.
Keyword: Decoding circuit alarm circuit monitoring circuit.
目录
摘
要 ..................................................................... ....................................................... I目
录 ..................................................................... ...................................................... II第 1章绪
论 ..................................................................... ............................................. 1第 2章总体方
案 ..................................................................... ..................................... 3 2.1系统总方案设
计 ..................................................................... .......................... 3 2.2各模块电路方案分析与设
计 ..................................................................... ...... 3 2.2.1水位信号模块的选
择 ..................................................................... ........ 3 2.2.2信号转换模块的选
择 ..................................................................... ........ 4 2.2.3编码模块和数码显示模块的选
择 ......................................................... 4第 3章系统的芯片概
述 ..................................................................... ......................... 5 3. 1 CD4066双向模拟开关芯片的介
绍 ............................................................... 5 3 1.1 CD4066芯片的内部结
构 ......................................................................
5 3.1.2 CD4066芯片的引脚功
能 ......................................................................
5 3.2. CD4511显示译码器的芯片介
绍 (6)
3.3 74LS32和 74LS86芯片的分
析 ......................................................................
8 3 3.1 74LS32和 74LS86芯片的内部方框
图 ................................................ 8 3.3.2 74LS32芯片
的引脚功能介
绍 . .............................................................. 9第
4章系统电路设
计 ..................................................................... ........................... 10 4.1 水位信号模块、信号转换模块、发光管显
示模块电路设计 .................... 10 4.1.1 三模块主要设计电路
图 ......................................................................
10 4.1.2 电路工作原
理 ..................................................................... ................. 11 4.2 数码管显示模块、报警模块、编码模块电路设
计 .................................... 12 4.2.1 三模块主要设计电路
图 ......................................................................
12 4.2.2 电路工作原
理 ..................................................................... ................. 12 4.3 系统总电路图及工作原
理 ..................................................................... ....... 13第 5章系统调
试 ..................................................................... ................................... 15 5.1 调试工具:..................................................................... ............................... 15 5.2 调试环境:..................................................................... ............................... 15 5.3 测试过程:..................................................................... ............................... 15总
结 ..................................................................... ..................................................... 17参考文
献 ..................................................................... ................................................. 18致
谢 ..................................................................... ..................................................... 19附
录 ..................................................................... ..................................................... 20附录1....................................................................... .......................................... 20附录2....................................................................... (21)
第 1章绪论
现代传感技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息处理技术和新工艺、新材料的发展为智能检测系统的发展带来了前所未有的奇迹。在工业、国防、科研等许多应用领域, 智能检测系统正发挥着越来越大的作用。检测设备就像神经和感官, 源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息, 成为人们认识自然、改造自然的有力工具。现代的广义智能检测系统应包括一切以计算机 (单片机、 PC 机、工控机、系统机为信息处理核心的检测设备。因此,智能
检测系统包括了信息获取、信息传送、信息处理和信息输出等多个硬、软件环
节。从某种程度上来说,智能检测系统的发展水平表现了一个国家的科技和设计水平。随着我国经济科技的不断发展, 各种智能监测技术都得到长足发展, 智能水
位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛, 比如水塔、地下水、水电站等
情况下的水位控制。而以往水位的检测是由人工完成的, 值班人员全天候地对水位的变化进行监测, 用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。然后主控室再开动电机进行给排水。很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都
将造成很大的浪费。同时也容易出差错。因此随着自动化技术的发展, 水位监
测技术也得到了突飞猛进,为人们的生产生活带来了许多方便。大到可用于水库、湖泊、池塘水位的检测, 小的可以用于鱼缸、锅炉水位等的检测。水位检测可
以有多种实现方法,如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等,在这里我选择了数
模逻辑电路的方法来监测水位, 利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化, 把测量到的水位变化转换成相应的电信号, 再通过总体电路, 完成相应的水位显
示控制和报警功能。具体设计内容如下 :
首先, 自己对系统的总体方案进行了设计, 经过几天的思考论证, 根据设计
要求, 本系统主要由六个大的模块组成, 分别是:水位信号模块, 信号转换模块,
发光管显示模块, 数码管显示模块, 报警模块, 编码模块。总体方案设计好以后, 然后自己分别对各模块的电路进行了分析与设计。首先对水位信号模块的分析, 考虑到分辨率要求不高和信号处理的难度,我决定采用触点的方法 , 即在每个水位
点放置一个触点, 当水位达到该触点时就可得到一个信号。然后是对信号模块的分析选择,考虑到系统工作时的稳定性,决定使用 CD4066双向模拟开关,把
1
微弱的水位信号转换为稳定的电位信号。最后对于编码模块和数码模块的选择, 考虑到电路的可靠性和各种芯片的常用程度,自己使用了异或门 74LS86和或门
74LS32组成一个特殊的编码电路对个位的数进行编码。当对各模块分析选择完成
以后, 接下来就是对系统中各主要芯片的概述, 自己通过查阅图书馆的资料和在
网上收集资料,分别对 CD40066双向模拟开关芯片, CD4511显示译码器芯片,
74LS32和 74LS86芯片的各引脚功能进行了图表概述。当做完这些工作以后,然后就是对系统电路的设计。首先是对水位信号模块、信号转换模块、发光管显示模块的电路设计(图 4.1 。接下来是对数码管显示模块、报警模块、编码模块的电路设计(图 4.2 。接下来就是对系统的主要工作原理的概述。当以上工作完成以后,最后就是对整个系统的做了一个简单调试,调试基本成功。
第 2章总体方案
2.1系统总方案设计
根据设计要求, 本系统主要由水位信号模块、信号转换模块、发光管显示模块、数码管显示模块、报警模块、编码模块等模块构成。其系统方案框图如下图所示:
图 2.1.1系统方案方框图
2.2各模块电路方案分析与设计
2.2.1水位信号模块的选择
方案 1:采用电容的原理,用两块平行的长方形铜板作为电极放在水中,可以通过检测两电极间的电信号可知水位的变化情况。优点:结构简单、水位分辨率可大大提高 ; 缺点:容易受水质的影响产生误差,信号为模拟信号,不方便处理。
方案 2:采用触点的方法,在每个水位点放置一个触点,当水到达该触点时就可得到一个信号。优点:灵敏度高、得出的时数字信号容易处理;缺点:分辨率不好提高,分辨率越高触点越多,越难编码。
考虑到分辨率要求不高和信号处理的难度,排除干扰因素,采用方案 2。
2.2.2信号转换模块的选择
方案 1:使用三极管把微弱的水位信号放大以驱动其他模块的工作。优点:成
本低;缺点:工作不够稳定,使用数量多。
方案 2:使用 CD4066双向模拟开关,把微弱的水位信号引到 CD4066的控制端, CD4066的输入端都接电源,这样就能把微弱的水位信号转换为稳定的电位信号。
优点:工作稳定可靠,便于集成化 ; 缺点:成本高。
信号转换模块的工作影响的各个模块的正常工作采用方案 2。
2.2.3编码模块和数码显示模块的选择
方案 1:使用 2块 8— 3线编码器组合构成 16— 4的编码电路,再经过一个
显示译码器直接驱动数码管显示。优点:电路结构简单;缺点:要编码的信号不够
16个,造成浪费,显示译码器不好找。
方案 2:使用异或门 74LS86和或门 74LS32组成一个特殊的编码电路对个位
的数进行编码,当水位高于 10厘米时,十厘米信号直接驱动十位数码管显示“ 1” ,在经 CD4511显示译码器驱动个位数码管显示。 (详细个位编码见附录优点:电路
可靠,稳定 ; 缺点 :电路较复杂。
由于 74LS86、 74LS32、 CD4511都是常用的电子芯片,因此采用了方案 2 .
第 3章系统的芯片概述
3. 1 CD4066双向模拟开关芯片的介绍
3 1.1 CD4066
芯片的内部结构
图 3.1.1CD4066芯片的内部结构方框图
3.1.2 CD4066芯片的引脚功能
CD4066是四双向模拟开关,主要用作模拟或数字信号的多路传输。引出端排列与 CC4016一致,但具有比较低的导通阻抗。另外,导通阻抗在整个输入信号范围内基本不变。 CD4066由四个相互独立的双向开关组成,每个开关有一个控制信号, 开关中的 p 和 n 器件在控制信号作用下同时开关。这种结构消除了开关晶体管阈值电压随输入信号的变化, 因此在整个工作信号范围内导通阻抗比较低。与单通道开关相比, 具有输入信号峰值电压范围等于电源电压以及在输入信号范围内导通阻抗比较稳定等优点。但若应用于采保电路,仍推荐 CD4016。当模拟开关的电源电压采用双电源时,例如 =﹢ 5V , =﹣ 5V (均对地 0V 而言 , 则输入电压对称于 0V 的正、负信号电压(﹢ 5V ~﹣ 5V 均能传输。这时要求控制信号
C=“1”为 +5V, C=“0”为 -5V , 否则只能传输正极性的信号电压。 CD4066芯片的引脚功能图如下
图 3.1.2 CD4066引脚分布图
3.2. CD4511显示译码器的芯片介绍
IC CD4511是一个用来驱动共阴极 LED (数码管 BCD 码 -七段码译码器图3.2.1与真值表图 3.2-1所示,其各引脚功能如下:
LT :做灯泡测试用, 当 LT=0, 则不论其它输入状态为何, 其输出abcdefg=1111111, 使七段显示器全亮,即显示 8,以便观测七段显示器是否正常。当 LT=1,则正常解码。
BI :空白输入控制,当 BI=0 (LT 为 1 时则不论 DCBA 之输入为何,其输出abcdefg
皆为 0,即七段显示器完全不亮,此脚可供使用者控制仅对有效数据译码,避免在无意义的数据输入时显示出来造成字型的系乱。
LE :数据栓锁致能控制;在 CD4511 中,不但具译码功能,更具有数据栓锁的记忆功
能。当 LE=0 时 (LT=1 且 BI=1, DCBA 数据会被送入 IC 的缓存器中保存, 以供译码器码; 当 LE=1 时, 则 IC 中的暂存器会关闭, 仅保存原来在 LE=0 时的 DCBA
数据供译码器译码。换句话说当 LE=1 时,不论 DCBA 的输入数据为何,皆不影响其输出,其输出 abcdefg 仍保留原来在 LE 由 0转为 1以前的资料。
图 3.2.1 CD4511引脚功能图
水位远程监测系统方案
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)
监控及报警系统方案
监控及报警系统方案 一、概述： 感谢贵单位给我公司做山东烟台留学人员创业园区电视监控系统方案的机会，我公司本着诚信可靠、科学的态度，充分考虑贵方的要求，利用国际上先进的技术、成熟的产品和我们丰富的设计与施工经验，为贵方提供最佳的设计方案、优质的工程和周到的服务。 山东烟台留学人员创业园区是集科研、学术交流、展览、商务办公等一体的智能化园区，建立完善的闭路电视监控系统、防盗报警系统、巡更系统、出入口控制系统，对于园区内的人员和设备起着十分重要的安全保障作用。根据本办公大楼的功能组成机构及业主要求的总体目标和原则，我公司结合国际保安电视监控系统的先进技术，依据国家相关的标准和规范设计了一套智能化、立体型公共安全管理自动化系统，该系统由闭路电视监控系统、防盗报警系统、巡更系统、出入口控制系统，计算机中央管理系统组成。 本方案中闭路电视监控系统所采用的主要设备是由美国著名的CCTV生产厂商—威康（VICON）公司的产品，威康公司的产品性能可靠，外形美观大方，具有很高的性能价格比。 二、方案设计说明 设计依据： 《民用闭路电视监视系统工程技术规范》GB50198－94 《智能建筑设计标准》 EBD-03095 《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94 《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T70-94 GA/T75-94 《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16－92 《电气装置安装工程施工及验收规范》BGJ232.90,92 《电视系统视频指标》 CCTR RECOMMENDATION 472-3 《电气指标标准》 ELA-422 ELA-485 三、方案设计： 1。闭路电视监控系统 1-1系统设计指导思想及设计目标：
基于PLC的液位控制系统设计
毕业论文（设计）题目：基于PLC控制的高精度液位控制系统的设计 姓名：濮孝金 学号： 专业：机械电子工程 年月
摘要 在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量与控制，而日常生活中应用 到的水位控制也相当广泛。在以往水塔液位控制系统中，常规继电器的频繁操作容易导致机械磨损，不方便更新和维护，不能满足人们的实际需求；另外，随着人口的递增和生活条件的提高，人们用水的需求量也日益增加。 为了提高液位控制系统的质量和效率，节约能源，本次模拟水塔液位控制系统的装置考虑结合可编程逻辑控制器，继电器和传感器等技术，实现液位控制系统的自动控制。本设计使用西门子S7-300 PLC可编程控制器作为液位控制系统的核心，配合硬件与软件实现液位控制池液位动态平衡，过高、过低水位报警等功能。主要 的实验方法是在水箱上安装一个自动水位测量装置，通过水位变送器检测水箱实际液位并将该液位反馈到PLC控制器，经A/D转换后，所得数据与PLC内部设定数据进行比较，控制器处理数据并发送相应指令改变电机的转速从而控制抽 水速率，改变进水量，使水位稳定地保持在设定值附近。此外，通过液位标定计算出控制器输出PIW数值与实际水位的关系，就可以在触摸屏上直观显示实时水位情况。实验结果表明本设计能较好地完成自动液位控制的功能。 关键词：水塔液位控制，水位控制，继电器，PLC Abstract In the course of routine industrial and agricultural production we the need to measure the water level and
control it. Furthermore everyday level control applications are quite extensive , such as hydropower , water towers and other water control . According to the water supply system in the past, frequent operation towers will produce mechanical wear of conventional relay convenient maintenance and updates, that means it can not meet the actual needs of the people, and with Gradual growth of population and living conditions, the demand for water is also increasing .In order to improve the quality of the water supply system, energy conservation, so I considered use a programmable logic controller, relay and sensor technology, with hardware and software to achieve low water level alarm, warning switch between work and procedures manual / automatic to design practical level control tower scheme. I completed the set up of this simulation using the tank water tower , based on Siemens S7-300 PLC programmable controller tank water level control system as the core .I completed a water tank to
基于单片机的水箱液位监测控制系统设计论文毕设论文
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
水库水位监测系统
水库水位监测系统 一、系统概述 水库水位监测系统适用于水利管理部门远程监测水库的水位、降雨量等实时数据，同时支持远程图像监控，唐山平升水库水位监测系统为保障水库的适度蓄水和安全度汛提供了准确、及时的现场信息。 水库水位监测系统做到了水库水雨情的实时监测、实现了水库的信息化管理，在保护人民生命、财产安全方面发挥了重大作用。 二、系统拓扑图 DATA-9201 DATA-9201
三、系统特点： ●《水文监测数据通信规约（SL651-2014）》 ●《四川省水文测报系统技术规约（SCSW008-2011）》 ●《特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试》 ●《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 ●《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 四、系统功能 ●水库分布位置、现场设备运行状态。 ●水位、降雨量、设备电池电压等实时数据。 ● GPRS/CDMA通信时，支持定时、越限或远程手动拍照。 ●光纤/ADSL/3G/4G通信时，支持视频实时监控。 ●水位/降雨量超限或现场设备故障时，自动报警 ●自动向责任人手机发送报警短信。 ●自动统计水位、降雨量的时、日、月、年数据报表。 ●自动生成水位、降雨量、电池电压等过程分析曲线。 ●监测中心服务器和现场终端双向存储历史数据。 ●现场终端可存储不少于一年的历史数据记录。
五、水库水位监测系统现场展示
水库水位监测终端 水库水位监测终端DATA-9201 一、产品特点 ◆通过国家水利部“水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机(SL 180-2015)、特殊区域水文/水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等权威检测；获得“全国工业产品生产许可证”。 ◆核心监测设备选用DATA-6311型低功耗测控终端，GPRS实时在线平均电流≤10mA，功耗仅为同类产品的1/10，大大减少太阳能供电设备成本并降低施工难度。 ◆数据传输误码率：≤10-6 。 ◆通过对输入输出引线采取多级隔离、在安装时外配避雷针等多种措施，最大限度避免雷击对设备的损坏。 二、产品功能 ◆实时采集水库水位、降雨量和现场设备电池电压、运行状态、箱门开关状态等信息，并可扩展闸位、水质、流量等监测功能。 ◆现场显示监测数据，支持人工置数，支持历史记录本地下载功能。 ◆通过GPRS网络远程传送监测数据和照片；兼容自报式、查询应答式等多种数据上报方式，采用自报式时支持定时上报和越限自动加报功能。
远程监控与防盗报警系统方案
远程监控与探测防盗报警系统方案 一、前言 监控与防盗报警系统采用摄像机和各种感应器给家庭提供全面防护，可以在家中无人的时候，自动监视所有的入侵行为。在发生情况时，电子防盗系统可以在现场发出警告。并且可以通过监控系统记录下所有的情 况，作为证据保存。 二、需求描述 ?通过手机APP可以轻松查看住宅周围和入户门的实时视频和历史录像。 1、在家可通过手机、平板、电脑在室内清楚的监控到室外的动静。 2、在外可通过手机或互联网监控到家里的情况。 ?通过手机APP可以实时接收已布防区域的异常信息； 只要有人企图从已经布防的地方进入时，声光报警器就会立刻报警； 三、设计目标 ?在室内安装硬盘录像机（用于存储监控录像），实现多路监控画面可保存，可回放，能够方便地选择显示模式。 ?在室内每层安装一套报警主机，可对各路报警信号进行处理，发现异常时声光报警器立刻发出声音和光。 ?住宅四周和入户门采用高清红外摄像机。 ?对重要出入口、窗户安装红外幕帘探测器；客厅、卧室和卫生间放置紧急按钮。?系统能够常年连续地稳定运行，保证监控报警系统的实时性和可靠性要求；?用户界面友好，易于操作和维护； ?系统具有良好的兼容性、扩充性和升级能力；
四、设计原则 1、可靠性 本着器材先进、可靠的原则，选择器材和设备，力求做到技术先进，安全可靠防范严密，做到万无一失。各配套设备的性能和技术要求应协调一致，所有的器材应符合国家标准和行业规范。 2、可操作性 系统设计应满足安全防范和安全管理的动态监控、实时报警的基本要求，并符合现场条件下运行可靠，同时又兼顾操作简便，维护方便。 3、扩充性 考虑节约资金的同时，并考虑建设和技术的发展，要有一定的灵活性和扩展能力，在相当长的时间内保持设备、系统具有一定的先进性。 4、经济性 在满足安全防范级别要求的前提下，确保系统稳定可靠、性能良好，并考虑系统先进性的同时，按需选择系统和设备，做到合理、实用，降低成本从而达到极高的性价比，降低安全管理的运营成本。
液位自动控制系统
控制类系统设计 ——液位自动控制系统 摘要 随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展，工业生产中传统的检测和控制技术发生了根本性的变化。液位作为化工等许多工业生产中的一个重要参数，其测量和控制效果直接影响到产品的质量，因此液位控制成为过程控制领域中的一个重要的研究方向。 液位控制是工业中常见的过程控制，它对生产的影响不容忽视。该系统利用了常见的芯片，设计并实现了液位控制系统的智能性及显示功能。电路组成简单，调试方便，性价比高，抗干扰性好等优点，能较好的实现水位监测与控制的功能。能够广泛的应用于工业场所。 液位控制有很多方法，如，非接触传感。只需要将传感器紧贴在非金属容器的外壁，就可以侦测到容器里面液位高度变化，从而及时准确地发出报警信号，有效防止液体外溢或防止机器干烧。由于不需要与液体接触且安装简便，避免了水垢的腐蚀，可取代传统的浮球传感和金属探针传感，延长寿命。而本设计是基于纯电路的设计，低成本且抗干扰性好。在本设计中较好的实现了水位监测与控制的功能。 液位控制系统是以液位为被控参数的系统，液位控制一般是指对某控制对象的液位进行控制调节，以达到所要求的液位进行调节，以达到所要求的控制精度。
1 概述 液位控制系统是以液位为被控参数的系统,是现代工业生产中的一类常见的、重要的控制过程。而传统的液位控制多采用单回路控制,并采用传统的指针式仪表来显示液位值,使液位控制的精度和显示的直观性受到限制,而随着生产线的更新及生产过程控制要求的提高,要求液位系统有高的控制性能。基于此，本系统就设计了一种电路简单，调试方便且性价比高的系统，来完成液位的自动调控。本系统主要由四部分组成：显示模块、振荡模块、传感器模块和声光报警模块，系统简单易行。 系统框图如下： 2 硬结构与功能 2.1 该设计的总体结构 该设计是一块集多种电子芯片于一体的多功能实验板，实现了液位系统的控制及显示。主要功能器件包括：电源部分的7808，定时部分的555定时器，数字分段的LM3914等。 电路原理图如下图所示：
水位监测报警系统的设计
2008级电子信息工程 模拟数字电路课程设计报告书 设计题目水位监测报警系统的设计 姓名 学号 学院物理与电子信息工程学院 专业电子信息工程 班级 指导教师 2010年11 月20 日
水位监测报警系统的设计 指导教师签名： 2010年月日 一、指导教师评语 指导教师签名： 2009 年月日 二、成绩 验收盖章 2009年月日
目录 摘要 (3) 一、前言 (4) 二、水位报警系统方案选择 (4) 2、1 水位信号的选择 (4) 2、2 信号转换模块的选择 (5) 2、3 编码模块和数码显示模块选择 (5) 三、工作原理 (6) 四、电路设计 (7) 4.1水位信号、信号转换设计 (7) 4.2 编码、数码管显示设计 (8) 4.3 报警模块设计 (9) 4.4退偶电路…………………………………………… 9 五、系统调试 (10) 六、设计总结 (11) 七、参考文献 (11) 八、附件 (12) 8.1 附件1 原理图 (12) 8.2 附件2 PCB排版 (13) 8.3 附件3 真值表 (14) 8.4 附件4 元件清单 (15)
摘要：本水位监测报警器使用5V低压直流电源（也可以用3节5号电池代替）就可以对5~15厘米的水位进行监测，用数码管显示水位，并可以对不再此范围内的水位发出报警。主要采用CD4066、74LS86、74LS32、74S48芯片，再加上数码管、蜂鸣器、电阻、电容这些器件组成一个简单而灵敏的监测报警电路，操作简单，接通电源即可工作。因为大部分电路采用数字电路，所以本水位监测报警器还具有耗能低、准确性高的特点。 关键字：译码电路报警电路监测电路 Abstract: The water level alarm monitoring the use of 5 V low-voltage DC power (can also use three batteries replaced on the 5th) will be able to 5 to 15 centimeters of water level monitoring, with LED display and digital display of water level, and this can no longer Within the scope of a water level alarm. Mainly CD4066, 74LS86, 74LS32, 74S48 chips, coupled with digital control, buzzer, electric capacity, the resistance of these devices composed of a simple and sensitive monitoring alarm circuits. Because the majority of circuits using digital circuitry, so the water level monitored alarm system also has low energy consumption, high accuracy of the characteristics. Keyword: Decoding circuit alarm circuit monitoring circuit
水位自动监测系统设计
水位站的水位监测系统设计 本文实现对大坝水位进行多点水位采集，然后通过远距离传输，并且有数据显示和越线报警功能，单片机作为下位机，负责大坝现场各水位点的选通和采集，作为上位机的ＰＣ机，则负责大坝水位的集中显示和记录管理，而ＰＣ机与单片机之间的通讯方式主要采用了ＲＳ－４８５总线技术。本文阐述了通过超声波液位传感器等对大坝水位进行自动监测系统，主要由硬件部分和软件部分组成。 软件部分主要是传感器主要是超声波传感器，数据采集部分采用多路开关方式进行，利用超声波传感器进行模拟数据采集，为了满足生产中多通道的要求，设计了８个模拟数据采集通道。传感器将非电量信号变为电信号，经放大器放大后送入8位串行模数转换器ＴＬＣ０８３８，数据处理部分采用ＡＴ８９Ｓ５２单片机为核心控制及器件，当ＡＴ８９Ｓ５２单片机接到控制软件发出的通道采集指令，采集的信号通过串行接口送入单片机，由显示芯片ＨＤ７２７９八驱动ＬＥＤ数码管进行现场显示，再通过RS—485通信总线上传至上位机，由上位机进行显示。 软件部分主要采用汇编语言编程进行了数据采集处理、数据显示、报警等程序的设计。针对电磁干扰对系统的干扰，本文提出了去藕电容的配置等三点抗干扰措施，以增加系统的稳定性。 1 Design Of Automatic Monitoring System of the Water Level In Hydrological Station
Abstract The paper mainly describes the method of the ultrasonic liquid level through the dam of water level sensors for automatic monitoring system, which is consist of the hardware part and software part. In this paper, uses the host who and the monolithic integrated circuit is composed by PC machine from the type many machine networking system, the monolithic integrated circuit took the lower position machine , is responsible for the dam scene various gauging stations the selection and gathering, in the achievement position machine PC machine, then is responsible for the dam water level the centralism demonstrate and manage the record , but PC machine and between the monolithic integrated circuit communication way mainly use the RS-485 main line technology. Here uses the sensor mainly is the ultrasonic sensor, the data-acquisition works in frame of multi-channel switch. Carries on analog data gathering using the ultrasonic sensor, it designs eight analog-data acquisition system. The sensor changes the non-electronic signals into electronic signals and sends them to eight TLC0838 tandem modulus transfers after being amplified. Data-acquisition takes AT89S52 single chip microcomputer as the key controller element, when the AT89S52 receives the channel acquisition order from the controlling software, the collected signals will be sent to the single chip microcomputer through tandem interface, and will be shown alive as the showing chips HD7279A drives the LED, and sent to the PC through RS-485 the main communication wire, also it will be shown. It designs much program like data-display and data-communication Etc , using complied languages. As to the interference from the electromagnetism to the system, the thesis proposes three measures to resist the interference like capacitance, to steady the system. Key word : Ultrasonic sensor; Single Chip Microcomputer of AT89S52; Data-acquisition and communication System; PC 2 目录
水库水位监测系统
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。
水位监测系统
水位监测系统 一、适用范围 水位监测系统适用于地下水水位监测、河道水位监测、水库水位监测、水池水位监测等。 二、系统目标 水位监测系统监测水位动态信息，为决策提供依据。 三、系统组成 水位监测系统主要由监控中心、通信网络、水位监测终端设备、测量设备等四部分组成。 水位监测系统拓扑图 ◆ 监控中心： 主要硬件：服务器、客户端、移动数据专线或GPRS 数据传输模块DATA-6107。 GPRS 浏览客户 市、县分中心 服务器 监控工作站 领导/其他处室 防火墙 局域网 INTERNET 公网 打印机市电供电 监测终端 DATA-9201 太阳能供电监测终端 DATA-9201 电池供电 监测终端 DATA-6216 超声波水位计 雷达水位计 投入式水位计
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。 ◆通信网络：INTERNET公网+ 中国移动公司GPRS网络。 ◆终端设备：微功耗测控终端，市电供电、太阳能供电、电池供电可选。 ◆测量设备：水位计或水位变送器。 四、系统功能 ◆水位监测系统可独立运行，也可并入应用行业的信息化系统。 ◆采集各水位监测点的水位数据，采集时间间隔可设置。 ◆上报各水位监测点的水位数据，上报时间间隔可设置。 ◆支持串口水位计、0-5V或4-20mA信号输出的水位变送器。 ◆支持220VAC供电、太阳能供电、锂电池供电。 ◆现场监测终端具备数据存储功能。 ◆可远程设置终端工作参数，支持远程升级。 ◆水位监测系统监控中心可对水位数据进行存储、分析、生成必要的报表和曲线。 五、系统特点 ◆通过国家水利部水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机（SL 180-2015）、“特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等权威检测。 ◆获得“全国工业产品生产许可证”。 ◆获得“水文实时监测管理系统”软件著作权证书。 ◆兼容超声波、雷达、激光、投入式、浮子式等各种水位计。 地下水水位监测系统 【系统概述】 地下水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，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，地下水自动监测系统可对地下水的变化规律进行动态分析。 针对地下水监测井分布地域广、数量众多的特点，本系统依托既有的GPRS/CDMA无线网络平台进行建设，具有投资成本低、建设速度快、无通信距离限制等优点。
MCGS组态液位监控系统设计
MCGS组态液位监控 系统设计
液位控制监控系统组态设计 一、设计目的： 利用MCGS工控组态软件，结合试验系统，完成上位机监控系统的设计。而且经过本设计，学会组态软件的基本使用方法、组态技术，为从事计算机控制系统方面的工作打下基础。 二、设计要求： 1、先按照MCGS组《态软件学习指导》的要求，完成液位控制系统的组态内容，借此为练习，初步掌握组态软件的构成、作用和使用方法。 2、计算机控制系统，液位控制是由仪表控制完成，计算机作为上位机发挥监控作用，计算机和仪表之间进行串行通信，经过计算机能够读取仪表的各个参数，也能够设置仪表的参数。本设计要求实现如下界面 3、设计要求：
（1）实现水的流动画面，计算机与仪表的通讯画面 （2）当前液位的显示、控制输出的显示 （3）液位实时报警曲线 （4）液位超限报警记录表，报警指示灯显示 （5）液位设定值、PID三个参数的设置（利用按钮click事件，写脚本程序） （6）在主窗口上添加菜单项，点击，能够调用不同窗口界面（7）策略使用：选运行策略，在启动策略中添加策略行，编写脚本程序，关闭初始化某个变量，使其在界面上显示出来。 （8）添加用户策略，添加策略行，编写脚本程序，写入控制值40，关闭阀。在主窗口中设置菜单“停止实验”，点击，调用该策略。 （9）实现液位简单的仿人工智能控制，当液位超过上限时，报警，同时减小阀的开度，减小流量；当液位低于下限时，报警，加大阀的开度，加大流量，使液位在上下限区域流动。上下限能够在界面上设 三、监控原理框图 液位控制监控系统组态设计原理框图如图3.1所示。 图3.1液位控制监控系统组态设计原理框图
报警系统与监控系统联动介绍
报警系统与监控系统联动 介绍 Prepared on 22 November 2020
报警系统与监控系统联动介绍 监控报警系统联动连接示意图如下： 备注说明： 红外报警探测器、烟感报警探测器等报警信号输入报警主机，报警主机将报警信号输入给硬盘录像机，通过硬盘录像机的报警输入接口将信号接进监控主机进行联动报警。主要体现在球机云台控制预置位，当前端有报警信号输入时，球机云台将预先设置好的预置位，自动调取改预置位，并实现联动录像并报警。 报警常规设置（大华设备配置介绍）：
设置之前须接好报警输入与相应的报警输出（例如灯光、蜂鸣器等） 【事件类型】：选择本机输入或网络输入方式。 本机输入指一般的本机发生的报警输入； 网络输入指用户通过网络输入报警信号。 【报警输入】：选择相应的报警通道号。 【使能开关】：打勾表示选中，该设置项才有效。 【时间段】：设置报警的时间段，在设置的时间范围内才会启动录像。每天有六个时间段供设置。 时间段前的复选框选中，设置的时间才有效。 【类型】：选择常开/常闭型。
【录像通道】：选择所需的录像通道（可复选），发生报警时，系统自动启动该通道进行录像。同时要 在录像设置中设置报警的录像时间段，在录像机的本地录像控制中选择自动录像。 【录像延时】：表示当动态结束时，录像延长一段时间停止，时间以秒为单位，范围在10-300间。 【报警输出】：报警联动输出端口（可复选），发生报警时可联动相应报警输出设备，其中第三路为可 控12V输出。 【报警延时】：表示报警结束时，报警延长一段时间停止，时间以秒为单位，范围在10-300间。 【屏幕显示】：在监视界面上提示报警信息。 【发送邮件】：打勾表示选中，表示报警发生时同时发送邮件通知用户。【轮巡通道】：打勾表示选中，设置有报警信号发生时对选择进行录像的通道进行一至多画面轮巡显示， 轮巡设置时间在网络视频服务器本地设置。 【云台联动】：报警发生时，联动云台动作。如联动通道一转至预置点X。
(完整版)水位控制系统设计
课题名称：水箱水位控制系统设计专业：电气工程及其自动化学号： 姓名：
水箱水位控制系统设计 摘要 本设计主要基于单片机的硬件电路设计,实现一种能够实现水位自动控制、具有自动保护、自动声光报警功能的控制系统。本控制系统由A/D转换部分、单片机控制部分、数码显示部分、电机驱动部分、电机控制部分等构成。同时对各个部分进行了详细的论述。在设计中对水塔水位控制原理进行分析,选用AT89C51单片机作为控制水塔水位的处理芯片,由AT89C51的P1口直接来控制.设计方案采用模块化程序设计方法,结合程序流程图,编写程序代码,最后利用KEIL公司的u Vision3软件及伟福仿真软件进行仿真实验,达到单片机自动控制水塔水位变化的目的. 关键词：单片机，水塔水位控制原理，AT89C51，伟福仿真软件
目录 前言 (1) 第1章设计内容 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.2 方案设计 (2) 第2章硬件电路设计 (3) 2.1 系统框图设计 (3) 2.2 系统原理 (4) 第3章水塔水位控制系统的硬件电路设计 (5) 3.1 水位检测电路 (5) 3.2 水位显示电路 (5) 3.3电机控制电路 (6) 3.4振荡电路和复位电路 (7) 3.5声光报警电路 (7) 第4章软件程序设计 (8) 4.1 系统主程序流程图 (8) 4.2编写C程序 (9) 第5章硬件制作与调试 (10) 结论 (11) 附录 (12) 仿真总图 (12) 源代码 (13)
前言 水塔是在日常生活和工业应用中经常见到的蓄水装置，在我们的生活中起到了重要的作用，而水基于单片机的水塔水位控制系统使水塔水位自动保持在一定的位置，通过对其水位的控制对外供水，以满足需要。塔里面的水位控制是一个水塔发挥作用的关键。该系统使用水位传感器对水塔水位进行检测并将检测到的信号传给单片机来进行处理，通过调整定时器的定时时间来增大或者缩小占空比，并编写程序加以控制，从而实现电机的调速。最后，使用液晶屏显示当前水位状态以及电动机的转速。该系统通过了报警模块来实现了过低水位蜂鸣器鸣笛报警、过低警戒水位自动处理、正常水位蜂鸣器鸣笛报警以及正常水位处理。本系统适应在不同的用水场合下的用水速度需要，节省工作时间，提高了整体工作的效率，实现水塔水位的自动控制。 液位控制是工业控制中的一个重要问题，针对液位控制过程中存在大滞后、时变、非线性的特点，为适应复杂系统的控制要求，人们研制了种类繁多的先进的智能控制器，模糊PID控制器便是其中之一。模糊PID控制结合了PID控制算法和模糊控制方法的优点，可以在线实现PID参数的调整，使控制系统的响应速度快，过渡过程时间大大缩短，超调量减少，振荡次数少，具有较强的鲁棒性和稳定性，在模糊控制中扮演着十分重要的角色。
基于单片机的水位检测报警系统
XX学院 单片机系统设计三级项目 设计说明书 （2011/2012学年第二学期） 题目：基于单片机的水位检测报警系统_ 专业班级： XXXXXXXX 学生姓名： XXX XX 学号： XXXXX 指导教师：XXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXX 设计周数： XXXXXXXXX 设计成绩： XXXX年XX月XX日
XX学院 单片机系统设计三级项目任务书 一、题目：基于单片机基于单片机的水位检测报警系统设计与实现 二、参与项目班级： XXXXXXXXXXXXXX 三、项目起止时间： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 四、原始数据及主要任务： 原始数据：水位传感器；51单片机；扬声器。 主要任务：⑴根据技术要求和现有开发环境，分析设计题目；⑵设计系统实现的方案；⑶设计并绘制电路原理图；⑷画出功能模块的程序流程图；⑸使用汇编语言(或C语言)编写实现程序；⑹结合硬件调试、修改并完善程序；⑺编写项目报告。 五、技术要求： ⑴利用单片机及扬声器、水位传感器等器件设计； ⑵将探测到的水位变化信号转换为电压信号，经调理电路整形处理为TTL电平送入单片机； ⑶单片机对送入的信号进行数据处理，在LED或LCD上进行水位显示，超出水位警戒线时发出报警提示。 学生（签字）：系主任（签字）： 指导教师（签字）：院长（签字）：
目录 1．项目设计要求与任务 (3) 2．项目设计正文 (3) 2.1 课题背景及研究意义分析 (3) 2.2 课题现状 (4) 2.3 设计思路及方案 (4) 2.3.1 水位传感方式的选择 (4) 2.3.2 水位传感器的特点及应用 (5) 2.4系统的组成 (6) 2.4.1系统工作原理 (6) 2.4.2稳压电路 (6) 2.4.3水位显示电路 (7) 2.4.4振荡电路和复位电路 (8) 2.4.5自动报警电路 (8) 3．水位检测系统的整体电路仿真图 (9) 3.1硬件连接实物图 (9) 4. 各种水位下的仿真图 (10) 4.1 高水位状态下仿真图 (10) 4.2 低水位状态下仿真图 (10) 5. 通信单元硬件设计 (11) 6．上位机显示单元 (11) 6.1上位机接受部分窗体控件 (12) 7. 项目设计总结 (14) 8. 参考文献 (15) 附录1 (16)
水位远程监测系统方案设计
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。