基于单片机的水位控制系统开题报告
基于AT89C51单片机的水位控制系统的课程设计报告书
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 (5)2.1基本功能 (5)2.2塔水位控制原理 (5)2.3系统硬件总体方案 (6)3控制系统方案设计 (6)3.1系统硬件方案 (6)3.2核心芯片 AT89C51 单片机 (7)3.3系统软件总体方案 (8)4.Proteus 设计与仿真 (10)4.1 元器件清单 (10)4.2 基于单片机水位控制原理图5 (11)4.3 基于单片机的水位控制PCB 图 6 (11)4.4 水位检测的主程序 (12)4.5 实验仿真结果 (16)4.6 结语 (16)5 设计体会 (17)参考文献 (18)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。
开题报告(基于单片机的水位控制系统)
基于单片机水位自动控制系统工作流程如下：当水塔中的水在低水位时，水位探测传感器送给单片机一个高电平，然后单片机驱动水泵加水和显示系统使红灯变亮；当水位在正常范围内时，水泵加水，绿灯亮；当水位在高水位时，单片机不能驱动水泵加水，黄灯亮。
硬件设计：系统硬件部分设计将采用模块化设计方法，根据预实现的功能不同，将系统划分为多个模块，如：电源电路、水位探测传感电路、稳压电路、单片机系统、光报警显示电路、继电器控制水泵加水电路、以及高塔模型等
指导教师签名：年月日
开题指导小组意见
组长签名：年月日
海南大学
本科生毕业论文（设计）开题报告
题目
基于单片机的水位控制系统
学生姓名
***
学号
******
学院
信息科学技术学院
专业年级
07电子信息工程
指导教师
****
职称、学历
****
计划完成时间
பைடு நூலகம்2011年5月
一、 选题的目的、意义（理论、现实）和国内外研究概况
由于自动化技术在工矿企业的广泛运用,水位自动控制技术越来越频繁地进入到自动控制系统设计者的视线.
统中信号的长线传输问题.软件方面采用看门狗.
进度安排：2010年2月至2011年3月资料搜集，列出提纲。
2011年3月至2011年4月提交初稿。
2011年4月至2011年5月征询各方面建议，修改并终稿。
三、本课题的重点、难点，预期结果和成果形式
本设计中重难点为：
1.系统硬件的选择.
2.控制算法的设计.
1.软件设计:为实现对水位的自动控制,必须妥善设计控制算法.建立水位被控制对象的数学模型.
基于单片机的水位控制系统开题报告
2、方案设计
当水箱水位低时，起动水泵给水，水位上升到水位上限时，停止供水。当水箱水位低于水位下限时，起动水泵。
报警控制如下：
当水位高与水位上限旳时候，由传感器发送信号给单片机，单片机控制水泵停止运作，系统水位高报警。当水位低于水位下限旳时候，由传感器发送信号，单片机控制水泵开始运作，系统水位低报警。
使用单片机实现水位控制具有较高旳使用价值和稳定性好等特点。运用水旳导电性能实现对水位旳测量，可以有效地保证水位旳自动控制，能更好地对水位进行自动化控制，防止了工作人员在现场进行测检操控，以便了工作人员对水位旳控制，控制以便且系统稳定性能好。单片机具有了不仅体积小，安装以便，功能较齐全等长处，并且有很高旳旳性价比，应用前景广阔，同步有助于发现也许存在旳故障，通过微机实现给水系统旳自动控制与调整，维持稳定系统，保证安全经济运行。本次设计就是采用AT89S52单片机为关键旳一种基于单片机旳水位控制系统 ，具有较高旳使用价值和优越性。
论文题目
基于单片机旳水位控制系统
一、选题背景和意义
伴随社会经济旳飞速发展，人口密度旳不停增长，水资源旳运用率与节省用水意识就相对越发重要了。水位控制被广泛地应用在平常生活和工业上，通过对水位旳控制对外供水以满足需要，其水位控制具有普遍性。水资源一直都在人们平常生活和生产中起着至关重要旳作用，忽然断水，不仅会给人们旳生活带来大大旳不便，并且假如长时间缺水，则很有也许导致严重旳自然灾害甚至更大旳损失。因此，供水系统往往是建筑、生产或企业中最重要旳基础设备之一。供水旳重要问题是塔内水位应一直保持在一定范围，防止“空塔”、“溢塔”现象发生。当水位抵达水位下限时自动启动电机，给供水；在水位到达水位上限旳时候自动关闭电机，停止供水。并能在供水系统出现异常旳时候可以发出警报，以及时排除故障，随时保证旳对外旳正常供水作用。
单片机水位检测开题报告
第三，完成水塔水位自动检测及控制实验。
三、任务完成的阶段内容与时间安排
1．第1-2周查阅参考文献，搜集论文相关数据与资料，明确论文的主要内容、基本要求等，按照任务书与指导老师意见，完成开题报告、文献综述等。
2．第3-10周主体的撰写工作，完成毕业论文初稿。
3．第11-12周修改毕业论文初稿，最终完成毕业论文终稿，并准备参加院、校的论文答辩工作。
（四）在确定零件清单时，与小组成员和指导老师进行沟通，并吸取改进意见。
二、设计的目的、要求、思路与预期成果
（一）设计的目的
水位自动控制无论在工业控制和日常生活中都有广泛的应用，大到水库，小到热水器都需要水位的自动控制系统，在电子技术飞速发展的今天仍有许多地方采用人工控制水位，这样既浪费了大量的人力物力资源而且可靠性也远不如自动控制，单片机控制成本低廉，精确度高，可靠度高，通用性强，稍作改造即可在不同环境下使用。所以我决定使用所学的机械和电路控制原理设计出基于单片机的水箱水位自动控制、显示和报警的系统。
硬件设计：电源电路、水位探测传感电路、稳压电路、单片机系统、报警电路、液晶显示电路、继电器控制水泵加水电路、以及水塔模型等。
软件设计：设计控制算法，建立水塔水位数学模型。
具体流程如图：
（四）预期成果
通过水塔水位自动检测及控制系统设计，预期达到的成果如下：
第一，独立完成做出物水箱水位自动检测及控制系统实物。
（2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题；
要求（1）、（2）均要填，如AY，BY等。
郑州科技学院毕业设计（论文）开题报告
课题名称
水塔液位自动检测与控制
课题来源
学生建议
课题类型
AX
指导教师
基于单片机智能水族系统设计开题报告
基于单片机智能水族系统设计开题报告一、课题背景与意义随着人们生活水平的提高，观赏水族动物逐渐成为一种流行的休闲方式。
为了提高水族箱的智能化管理，改善水质，保障水族动物的健康生长，设计一种基于单片机的智能水族系统显得尤为重要。
该系统不仅能够满足人们对水族箱的观赏需求，更能够实现水质的自动监测、控制和调节，为水族箱的智能化管理提供有力支持。
二、研究内容与方法1. 研究内容本课题将设计一种基于单片机的智能水族系统，主要研究内容包括：（1）水质的自动监测：通过安装pH、温度、溶解氧等传感器，实时监测水族箱的水质参数，为后续的水质控制提供数据支持。
（2）水泵、加热棒等设备的智能控制：根据水质参数和预设值，自动调节水泵、加热棒等设备的运行状态，实现水质的自动调节。
（3）故障诊断与报警：当水质参数异常或设备故障时，系统能够自动诊断并发出报警信息，提醒用户及时处理。
（4）人机交互界面：设计一个简单易用的界面，让用户能够实时查看水族箱的水质参数、设备状态等信息，并能够根据需要进行手动调节。
2. 研究方法本研究将采用以下方法：（1）文献综述：查阅相关文献资料，了解国内外智能水族系统的研究现状和发展趋势。
（2）硬件设计：根据研究内容，设计智能水族系统的硬件结构，包括单片机、传感器、执行器等部件。
（3）软件编程：编写控制程序，实现水质监测、设备控制、故障诊断等功能。
（4）实验验证：搭建实验平台，对所设计的智能水族系统进行实验验证，分析系统的性能和效果。
三、预期目标与成果本课题预期设计出一套基于单片机的智能水族系统，实现以下目标：（1）能够实时监测水族箱的水质参数，包括pH、温度、溶解氧等；（2）能够根据水质参数和预设值，自动调节水泵、加热棒等设备的运行状态；（3）当水质参数异常或设备故障时，能够自动诊断并发出报警信息；（4）设计一个简单易用的人机交互界面，让用户能够实时查看水族箱的相关信息，并能够进行手动调节。
本课题的研究成果将为智能水族箱的推广和应用提供技术支持和理论依据，有助于提高水族箱的智能化管理水平，改善水质，保障水族动物的健康生长。
基于单片机的水温控制系统开题报告
[1]高岩.基于单片机的节能饮水机控制系统设计研究[J].科技创新与应用,2020(35):9-12.
[2]金靖淋. 智能水产养殖之鱼塘控制系统的设计与实现[D].重庆三峡学院,2020.
[3]李亚辉,冯俐,尹玉玲,宋今辉,熊浪龙,肖荣峰.基于51单片机的恒温水箱控制系统设计[J].科技创新与应用,2020(04):91-93.
2.研究的目的
在工业生产过程中，往往需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉的温度进行检测和调节，因此需要一种合适的系统对其温度进行精确控制。由于单片机具有低功耗、高性能、可靠性好、易于产品化等特点，因此采用单片机对温度进行控制不仅节约成本，控制方法灵活多样，并且可以达到较高的控制精度，从而能够大大提高产品的质量，因此单片机被广泛应用在中小型控制系统中。
青 岛 工 学 院
毕 业论 文（设 计）
开题报告
级
专 业
姓 名
学 号
指导教师
报告日期
青岛工学院教务处制表
一、选题依据
选题来源与背景，研究目的，国内外研究现状，主要参考文献
1.选题来源与背景
温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。特别是在当前全球水资源和矿藏资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，将重要的水资源和矿产能源好好的利用起来，通过工业技术改革，减少矿产能源的浪费。
本论文以电阻炉为研究对象，开发了基于单片机的温度控制系统。本温度控制系统按功能分主要包括温度传感器模块、数据处理模块、温度显示/设定模块和温度控制模块。温度传感器采用了数字式温度传感器DS18B20，对温度进行实时采样并将模拟信号转换成数字信号返回给单片机。系统可通过键盘对电阻炉水温进行预设，可以使用蓝牙和单片机通信，使用手机端显示温控数据，再使用APP对水温度进行检测和设定。
基于单片机的水塔水位自动控制系统的设计【开题报告】
基于单⽚机的⽔塔⽔位⾃动控制系统的设计【开题报告】开题报告电⽓⼯程及其⾃动化基于单⽚机的⽔塔⽔位⾃动控制系统的设计⼀、课题研究意义及现状不论社会经济如何飞速，⽔在⼈们正常⽣活和⽣产中起着重要的作⽤。
⼀旦断了⽔，轻则给⼈民⽣活带来极⼤的不便，重则可能造成严重的⽣产事故及损失，从⽽对供⽔系统提出了更⾼的要求，满⾜及时、准确、安全充⾜的供⽔。
如果仍然使⽤⼈⼯⽅式，劳动强度⼤，⼯作效率低，安全性难以保障，由此必须进⾏⾃动化控制系统的改造。
从⽽实现提供⾜够的⽔量、平稳的⽔压、⽔塔⽔位的⾃动控制有设计低成本、⾼实⽤价值的控制器。
该设计采⽤分⽴的电路实现超⾼、低警戒⽔位处理,实现⾃动控制,⽽达到节能的⽬的,提⾼了供⽔系统的质量。
本次课题的研究意义：1.通过这次的设计，更加深了对单⽚机理论⽅⾯的理解。
2.掌握单⽚⾯的内部模块的应⽤。
3.了解和掌握单⽚⾯应⽤系统的软硬件的设计过程，⽅法及实现。
4.通过这次的商讨也培养了我独⽴分析和解决问题的⼯作能⼒及实际⼯程设计的基本技能。
5.通过外⽂翻译在⼀定的程度上加强了我的阅读能⼒。
⽔箱⽔位控制系统的技术已⽐较成熟,有简单机械式控制装置的系统,也有复杂控制器控制的系统。
⽬前对⽔箱⽔位控制的系统⼤致可分为以下2种:(1)机械式控制系统。
机械式控制系统结构简单、成本低廉。
但这种控制装置故障多,误动作多,且只能单独控制,与计算机进⾏通信较难实现。
(2)交流调压/变频调速控制系统。
该系统是通过安装在⽔泵出⼝管道上的压⼒传感器,把出⼝压⼒变成标准⼯业电信号的模拟信号,经过前置放⼤、多路切换、A/D变换成数字信号传送到单⽚机,经单⽚机运算和给定参量的⽐较,进⾏PID运算,得出调节参量;经由D/A变换给调压/变频调速装置输⼊给定端,控制其输出电压变化,来调节电机转速, 以达到控制⽔箱⽔位的⽬的。
⼆、课题研究的主要内容和预期⽬标随着城市⾼层建筑供⽔问题的⽇益突出，保持供⽔的⾃动控制、提⾼供⽔质量是相当重要的；同时要求保证供⽔的可靠性和安全性。
基于MCS-51单片机的水塔水位控制器的设计 正文+开题报告+任务书+文献综述
1绪论1.1课题背景水塔是用于储水和配水的高耸结构，用来保持和调节给水管网中的水量和水压。
水塔也是自来水设备中用来增高水的压力的装置，它是一种高耸的塔状建筑物，主要由水柜、基础和连接两者的支筒或支架组成，顶端有一个大水箱，箱内储水，塔越高，水的压力越大，也就能把水送到更高的建筑物上。
水塔的作用有两个，一是蓄水，在供水量不足之时，起着调节补充的作用。
二是利用水塔的高势，自动送水，使自来水有一定的水压扬程。
水塔按建筑材料分为钢筋混凝土水塔、钢水塔、砖石支筒与钢筋混凝土水柜组合的水塔。
水柜也可用钢丝网水泥、玻璃钢和木材建造。
过去欧洲曾建造过一些具有城堡式外形的水塔。
法国有一座多功能的水塔，在最高处设置水柜，中部为办公用房，底层是商场。
中国也有烟囱和水塔合建在一起的双功能构筑物。
按水柜形式分为圆柱壳式和倒锥壳式。
在中国这两种形式应用最多，此外还有球形、箱形、碗形和水珠形等多种。
支筒一般用钢筋混凝土或砖石做成圆筒形。
支架多数用钢筋混凝土刚架或钢构架。
水塔基础有钢筋混凝土圆板基础、环板基础、单个锥壳与组合锥壳基础和桩基础。
当水塔容量较小、高度不大时，也可用砖石材料砌筑的刚性基础[1]。
1.2 研究本课题的现实意义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。
因此急需一种能自动检测水位，并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统。
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。
本论文采用单片机进行主控制器，在水池上安装一个自动测水位装置。
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，主控台应用单片微机接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、控制及故障报警等功能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目前市场上在用的水位控制方式主要有以下几种：
（1）外置水压式水位控制：其工作原理是利用水箱内水的自身压力转化为力矩,利用自来水的压力膨胀,结合杠杆原理制作而成.可实现水箱的全自动进水控制。该控制阀水位调节范围广，使用水位调节范围是0~3m;3~6m；6~10m(三种阀)的水位高度；使用调节压力范围是0~0.2Mpa。对自来水有减压作用，洗澡时易调节水温，节水。
基于单片机对水箱水位的控制我将它分为三块：
（1）信号接收
（2）信号处理
（3）信号输出
四、论文拟解决的关键问题及难点
1、了解AT89S52为核心的单片机。
2、Pcb图的布局,需要多次修改才会变得合理。
3、如何处理水位检测产生的干扰信号。
五、研究方法
通过行动研究法，查阅相关资料在导师的指导下，逐步完成作品和毕业论文。
相比于发达国家在单片机新型系统研究、制造和应用上，他们的经验丰富，技术趋于成熟。我国在新型测控装置与系统研究、制造、应用和经验上，与发达国家相比还存在差距。
3、研究的内容及可行性分析
该设计的目的是应用单片机控制技术，以AT89S52单片机为核心控制，实现了水位检测功能、水位控制功能、报警功能。该系统操作方便、性能良好。
目前，控制水位方法较多，其中较为常用的是由单片机控制实现自动运行，使内水位保持恒定，以保证连续正常地供水。随着我国单片机开发技术的逐渐成熟，单片机具备了高集成度，体积小，高可靠性；控制功能强；低电压，低功耗；易扩展和单片机生产成本低的优点。所以，基于单片机的基于单片机的水位控制系统应用到中小型以及民用产品有着交大的发展空间。
使用单片机实现水位控制具有较高的使用价值和稳定性好等特点。利用水的导电性能实现对水位的测量，可以有效地保证水位的自动控制，能更好地对水位进行自动化控制，避免了工作人员在现场进行测检操控，方便了工作人员对水位的控制，控制方便且系统稳定性能好。单片机具备了不仅体积小，安装方便，功能较齐全等优点，而且有很高的的性价比，应用前景广阔，同时有助于发现可能存在的故障，通过微机实现给水系统的自动控制与调节，维持稳定系统，保证安全经济运行。此次设计就是采用AT89S52单片机为核心的一种基于单片机的水位控制系统，具有较高的使用价值和优越性。
2、方案设计
当水箱水位低时，起动水泵给水，水位上升到水位上限时，停止供水。当水箱水位低于水位下限时，起动水泵。
报警控制如下：
当水位高与水位上限的时候，由传感器发送信号给单片机，单片机控制水泵停止运作，系统水位高报警。当水位低于水位下限的时候，由传感器发送信号，单片机控制水泵开始运作，系统水位低报警。
6、论文的进度安排
11月1日～12月21日，指导教师与学生见面,指导学生选题,初步查找,收集相关资料。指导教师下达毕业论文(设计)任务书,制定毕业论文(设计)相关计划。
3月1日～3月25日，上网查阅资料、图书馆查看书籍，进行现场实际调研，剖析设计需求；完成设计技术方案的比较、选择，指导教师审核；
3月25日～4月20日，按照毕业设计指导书各项要求进行设计、调试、仿真等工作，并每周与指导老师进行一次沟通。准备好期中教学检查有关毕业设计相关材料；按照毕业论文的格式规定及要求，认真撰写毕业设计说明书和提纲及设计初稿。
本系统与PLC控制系统相比较大大降低了使用成本，提高了控制运行速度。根据仿真模拟运行的结果表明，该系统能很好的运行，将液位控制在给定的范围内，对过高和过低的水位进行实时安全警报，稳定性能好，容易操作和控制，保证了生产的正常运行。
2、国内外研究现状、发展动态
现阶段的智能基于单片机的水位控制系统设计中最常采用的三种手段可实现上述功能：PLC基于单片机的水位控制系统；单片机智能水位控制；光纤传感器在水位检测中的应用研究。基于单片机的成本相对于其他两个控制系统较低，所以当前单片机控制水位的研究占据了市场的主导位置。单片机基于单片机的水位控制系统以其自动化控制系统的安全优势，不仅大量使用于工业生产领域，并且开始慢慢深入到一些民用水箱产品。但是目前阶段，要应用到农村当中，因为它的成本问题，还是无法普及各个地方。比如把一台纯手工家用水箱设计成自动化控制的水箱，从硬件的设计和铺设，对于民用化产品实施的性价比较高。因此大规模的使用仍受到经济上的限制。但是，从长远来看，随着自动化技术的改进和硬件成本的降低，以及人们对资源浪费的重视。水箱控制系统仍然有大规模推广的前景。论文题目基于Fra bibliotek片机的水位控制系统
一、选题背景和意义
随着社会经济的飞速发展，人口密度的不断增加，水资源的利用率与节约用水意识就相对越发重要了。水位控制被广泛地应用在日常生活和工业上，通过对水位的控制对外供水以满足需要，其水位控制具有普遍性。水资源一直都在人们日常生活和生产中起着至关重要的作用，突然断水，不仅会给人们的生活带来大大的不便，而且如果长时间缺水，则很有可能造成严重的自然灾害甚至更大的损失。因此，供水系统往往是建筑、生产或企业中最重要的基础设备之一。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。当水位到达水位下限时自动启动电机，给供水；在水位达到水位上限的时候自动关闭电机，停止供水。并能在供水系统出现异常的时候能够发出警报，以及时排除故障，随时保证的对外的正常供水作用。
（2）电极式水位控制：使用多个电极线与水面接触，探测水位。最明显的优点就是成本低廉。
（3）液位变送器+智能控制器方式：属于模拟量控制，可以实时显示水位数值，对于水位失控或设备故障可以提前预警。集成了双泵智能控制，控制系统接线简单。可设高、低、超高、超低四点控制，控制点（水面位置）在控制器上设定，极其方便。智能控制器可与电脑联网，可以远程监视水位及设备运行情况。是从工业控制系统移植而来，稳定可靠。
关键词：单片机水位控制
方案：单片机控制方案设计
1、设计思路
用单片机做水箱水位控制这个设计核心也是传感器，将信号传送到单片机，单片机再将信号输出给电机，来完成设计的要求工作。
主要分三块：单片机本身一块；传感器；电机控制一块。
本毕业设计因为控制比较简单，不易出错，而且从经济方面来讲，单片机便宜，所以这次我选用单片机来完成设计。