水位水温检测系统的设计与制作
基于单片机的水温水位控制系统设计
基于单片机的水温水位控制系统设计设计基于单片机的水温水位控制系统需要考虑多个方面，包括硬件设计、传感器选择、控制算法等。
下面是一个简单的框架，供参考：1. 系统架构设计：•确定系统的功能模块，包括水温控制、水位控制、传感器接口、用户界面等。
2. 硬件设计：•选择合适的单片机，考虑到控制的实时性，通常选择性能较高的单片机，如Arduino、STM32等。
•设计电源电路，确保系统能够稳定工作。
•选择和设计合适的传感器接口电路，如温度传感器、水位传感器等。
3. 传感器选择和接口设计：•温度传感器：选择合适的温度传感器，如DS18B20，并设计接口电路进行连接。
•水位传感器：选择水位传感器，如浮球开关传感器，超声波水位传感器等，并设计接口电路。
4. 用户界面设计：•设计一个简单的用户界面，可以使用液晶显示屏（LCD）、LED 指示灯等，以显示当前水温、水位状态等信息。
•如果有需要，可以加入按键、旋钮等元件，以便用户进行设置和操作。
5. 控制算法设计：•制定水温和水位的控制算法，考虑到系统的实时性和稳定性。
•温度控制：可以使用PID（比例-积分-微分）控制算法，根据温度传感器的反馈调节加热器或冷却器的工作状态。
•水位控制：可以根据水位传感器的反馈，控制水泵的启停，以维持水位在设定范围内。
6. 通信模块设计（可选）：•如果需要，可以考虑加入通信模块，如Wi-Fi模块、蓝牙模块，使系统可以通过手机或电脑进行远程监控和控制。
7. 安全保护设计：•考虑加入安全保护机制，如过温保护、过水位保护等，以确保系统运行的安全性。
8. 软件编程：•编写单片机的控制程序，根据设计的算法进行编程。
•确保程序的鲁棒性，考虑异常情况的处理。
9. 调试和测试：•在实际硬件上进行调试和测试，确保系统稳定可靠。
10. 性能优化：•对系统进行性能优化，如功耗优化、响应速度优化等。
以上是一个基本的设计框架，具体的实现需要根据具体需求和条件进行调整。
基于单片机的水温水位控制系统设计
四、结论
基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有结构简单、成本低、可靠性 高等优点。通过实时监测和控制水箱的水位和水温，可以满足不同用户的需求。 此外，通过优化系统的硬件设计和软件设计，可以进一步提高系统的性能和可靠 性。这种系统不仅可以应用于家庭用水领域，也可以应用于工业生产中的液体控 制，具有广泛的应用前景。
1、抗干扰设计
由于环境因素和设备本身的影响，系统可能会受到干扰。因此，需要在硬件 设计和软件设计中加入抗干扰措施，如滤波电路、软件去抖动等。
2、节能设计
为了降低系统的功耗，可以在软件设计中加入休眠模式和唤醒模式。当系统 不需要工作时，可以进入休眠模式，降低功耗。当有数据需要处理时，系统被唤 醒，进入工作状态。
2、软件设计
系统的软件设计主要实现以下功能：数据的采集、处理、显示和控制。首先， 单片机通过水位传感器和水温传感器采集当前的水位和水温数据。然后，单片机 对采集到的数据进行处理，判断水位和水温是否正常。如果异常，则启动相应的 执行机构进行调节。最后，单片机将处理后的数据通过显示模块进行显示。
三、系统优化
六、结论
本次演示设计了一种基于单片机的水温水位控制系统，实现了温度和水位的 自动检测、调节和控制。该系统具有成本低、可靠性高、易于实现等优点，同时 支持远程控制和节能模式等功能。在家庭、工业和科学研究中具有广泛的应用前 景。
参考自动化技术的普及，智能化设备在日常生活和工业生产中 的应用越来越广泛。其中，基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有重要 应用价值。这种系统可以实现对水箱水位和水温的实时监测和控制，以适应不同 的应用需求。
系统软件采用C语言编写，主要包括以下几个部分：数据采集、数据处理、 控制输出和远程通信。
1、数据采集：通过I/O端口读取DS18B20和超声波水位传感器的数据。
太阳能热水器水位温度测试系统设计
摘要摘要：近年来，随着常规能源紧缺的问题越来越严重，环保及可持续发展的呼声日趋高涨，太阳能的利用越来越引起人们的重视，太阳能产业的发展势头迅猛。
据中国家电市场联合调研课题组公布的《２００６~２００８年中国太阳能热水器市场竞争调查报告》显示，经过近２０年的快速发展，我国太阳能热水器行业将迎来高速发展的黄金时期。
本文给出了一种基于单片机的太阳能热水器智能控制方法，可以实现对水温和水位的自动和手动控制，配备显示屏和设置键盘，超出设置上限报警。
关键字：单片机；水温；水位；显示屏；智能控制；引言自动控制学科有自动控制技术和自动控制理论两部分组成。
近几十年来，自动控制技术迅猛发展，在工农业生产，交通运输，国防建设和航空，航天事业等领域中获得广泛的应用。
随着生产和科学技术的发展，自动控制技术至今已渗透到各种科学领域，成为促进当今生产发展和科学技术进步的重要因素。
比如在生活方面的温度调节、湿度调节、自动洗衣机、自动售货机、自动电梯、空气调节器、电冰箱、自动路灯、自动门、保安系统等。
在工业方面主要分为两大类：一类是气体、液体、粉体、石油化工制药、轻工食品、建材等行业。
需要对温度、压力、物位、流量、成分等参数进行控制。
另一类是对已成型材料的进一步加工或者对多种已成型材料的装配，主要控制位移、速度、角度等参数这些都需要应用自动控制学科的知识。
控制理论一般分为经典控制理论和现代控制理论两大部分。
经典控制理论最初称为自动调节原理，适用于较简单系统特定变量的调节。
随着后期现代控制理论的出现，故改称为经典控制理论。
经典控制理论以传递函数为数学工具研究单输入、单输出的自动控制系统的分析和设计方法。
主要研究方法有时域分析法、根轨迹法和频率特性法。
现代控制理论的产生：随着科学技术的突飞猛进，特别是空间技术和各类高速飞行器的发展，使各受控对象要求高速度、高精度，而系统的结构更加复杂，要求控制理论解决动态耦合的多输入多输出、非线形以及时变系统的设计问题。
地下水水位水温自动监测仪的设计
太阳能热水器水温水位控制设计
OCCUPATION1352011 12太阳能热水器水温水位控制设计文/沈建汉太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，与常规能源有很大的区别，这就对太阳能的收集和利用提出了较高的要求。
在太阳能的利用中，有效控制水温和水位是需要解决的关键技术。
一、智能仪工作原理１．基本工作原理利用热敏电阻和液位传感器检测水温和水位，并加以显示。
根据水温水位情况进行控制。
当水位从高到低，出现缺水状态时，蜂鸣报警，缺水指示灯亮，延时15分钟，以免空晒后上水造成炸管，若温度不超过990℃，自动上水至预置水位；若温度高于1000℃，不上水。
太阳晒后，水温上升，当温度超过600℃且水未满时，打开电池阀上水至500℃，防止出现低水量、高水温的不合理现象。
晚上，若热水已用完，延时15分，进行缺水上水；若热水未用完，不上水，以保证热水充分利用；第二天太阳出来后，利用温控上水。
在上水的过程中，水压过低或停水，智能仪会自动进入低水压上水模式，低水压声光报警，间隔30分钟启动上水；若30分钟内不能使水位上升一挡，则停止30分钟，然后再启动，反复循环，以免电池阀长时间通电而烧毁。
２．原理实现方案通过“水位设置”键可进行水位设置，可设置加水水位20%、50%、80%、100%（本仪预置水位50%）。
通过“上水”键，可实现手动上水。
若水位低于预置水位，可上水至预置水位；若水位已达到预置水位，则在原水位基础上再加一挡；若水位已加满，则停止手动加水。
在上水过程中，按“上水”键，可停止上水（见图1）。
二、仪器中的硬件配置１．仪器直流电源可采用集成三端稳压器，只要加上一些外围元件即可实现，如图2所示。
２．输入接口电路的连接接口电路是一组电路，是中央处理器与存储器、输入/输出设备等外设之间协调动作的控制电路。
接口电路的作用就是将来自外部设备的数据信号传送给微处理器，微处理器对数据进行适当加工，再通过接口电路传回外部设备。
所以，接口电路的基本功能就是对数据传送实现控制，具体包括5种功能：地址译码、数据缓冲、信息转换、提供命令译码和状态信息、定时和控制。
毕业设计---热水器水温水位控制仪的设计
热水器水温水位控制仪的设计摘要可编程控制器单片机、PLC等的出现大大提高了现代工业的自动化程度，改善了产品的工作性能。
本次设计是对热水器水温水位控制系统的智能化改进，采用单片机对其水温水位参数进行控制，提高了热水器的工作稳定性，同时引进了数字传感器对水温进行数据采集，这样也就提高了系统的控制精度，对水位的控制结构简单，易于实现，具有很强的现实应用价值。
虽然是对热水器水温水位控制的改进，但这种智能化的改进方法也可以应用到工业、生活的各个水温和水位控制的环境中去，对于其他相关参数的控制的改进也具有一定的借鉴意义。
此次的基于单片机的水温水位控制系统是一个改进性的智能化产品，以其自身的控制精度高、稳定性好和成本低的独特优点在今后将会由广泛的实用价值，其基于单片机的改进方法也具用广泛的应用意义。
关键词：热水器，加热, 水位检测，水温检测ABSTRACTThis academic is about a controller which is based on Single-chip Computer’s controlling the water heater’s water-temperature and water-level. It improved the water heaters intelligence greatly.This system can automatically detect the water heaters and water temperatures and can show the actual water lever and water temperature on time. When the water lever and water temperature exceeds the limitation, this system can automatically pump water to appropriate water lever and can increase temperature to the right value. Water temperature and water level can be self-defined by keys. what’ s more, this system can define water temperature and water-level at random in certain areas which is compensated by itself for increasing water or heating. Its operation behavior is matching with voice and visual sensation, which can make it accessible to master remote controlling.Keywords: Water heaters, heating, Water level’s examinationWater temperature’s examination目录第1章绪论 (1)第2章系统设计方案讨论与选择 (2)2.1 系统设计方案的选择 (2)2.1.1 总体系统设计方框图 (2)2.2 温度控制系统的设计方案讨论 (3)2.3 水位控制系统的设计方案讨论 (3)2.4 数据显示系统的设计方案讨论 (3)2.5 报警系统的设计方案讨论 (4)第3章系统工作原理 (5)3.1水温控制系统 (5)3.2水位控制系统 (5)3.3水温水位显示系统 (5)3.4热水器报警系统 (5)第4章系统单元电路设计 (6)4.1 单片机最小系统 (6)4.1.1时钟电路 (6)4.1.2 复位电路 (6)4.1.3 下载口电路 (7)4.1.4 串行通信接口电路图 (8)4.2 显示系统设计 (8)4.2.1 TC1602A简介 (8)4.2.2 LCD1602与单片机的连接图 (14)4．3 水位检测系统设计 (14)4．4 水温检测系统设计 (15)4.4.1 单线数字温度计DSl820介绍 (15)4.4.2温度计算 (16)4.4.3 DSl820工作过程及时序 (16)4.4.4 DS18B20与单片机的硬件连接图 (18)4．5报警系统设计 (19)4．6继电器驱动电路设计 (20)4．7电源电路 (21)第5章系统软件设计 (22)5.1 系统硬件开机自检程序设计 (22)5.2 系统自动上水程序设计 (23)5.3 水温水位交替显示流程图设计 (23)5.4 系统按键程序设计 (25)第6章系统可靠性处理 (26)6.1 硬件调试 (26)6.1.1 接地处理 (26)6.1.2 隔离处理 (26)6.1.4 滤波处理 (27)6.2 软件调试 (27)第7章热水器水温水位控制仪使用说明 (28)总结 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录一系统原理图 (32)附录二部分源程序清单 (33)第1章绪论随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。
水温水位控制系统毕业论文
摘要为了实现高精度的水温水位控制，本文介绍了一种以AT89C51单片机为控制核心、以一种新型的可编程温度传感器（DS18B20）为温度采集器件来实现水温水位控制系统。
文章着重介绍核心器件的选择、各部分电路及软件的设计。
AT89C51单片机完善的内部结构、优良的性能和强大的中断处理能力，决定了该控制系统的特点：电路结构简单、程序简短、系统可靠性高等。
水位以AT89C51单片机检测缺水溢流，实现自动控制，温度检测采用新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需要复杂的信号调理电路和A/D转换电路，能直接与单片机完成数据的采集和处理，采用LCD1602液晶实时显示温度值，实现方便、简单。
本系统根据不同需要可用于各种场合。
【关键词】单片机 DS18B20 LCD1602 控制AbstractIn order to realize high precision temperature level control, this paper introduces an AT89C51 as control core, with a new type of programmable temperature sensor (DS18B20) for temperature gathering device to achieve water level control system. This article mainly introduces the selection, the core component parts circuit and software design. AT89C51 perfect internal structure, excellent performance and powerful interrupt handling ability, decided the control system has the characteristic of simple structure, procedures, circuit short, system reliability higher. Water shortage by AT89C51 detection, the realization of automatic control, overflow temperature detection using new programmable temperature sensor (DS18B20), not in need of sophisticated signal regulate circuit and A/D circuit, can work directly with the single-chip commputer completes data collection and processing, the temperature LCD1602 LCD display, realize the convenient and simple. This system can be used according to different requirements on various occasions.【Keywords】microcontroller DS18B20 LCD1602 control目录目录 (3)引言 (4)第一章.系统方案设计 (5)1.1水温水位控制系统的设计任务和要求 (5)1.2系统总体方案的选择 (5)1.3温度传感器的选择 (6)第二章.元器件介绍及硬件电路设计 (6)2.1元器件介绍 (6)2.1.1温度传感器 (6)2.1.2 AT89C51的特性 (9)2.1.3 LCD1602液晶 (9)2.1.4继电器 (10)2.1.5键盘 (10)2.2硬件电路设计 (10)2.2.1温度采集电路 (11)2.2.2 LCD1602液晶显示电路 (11)2.2.3水位监测电路 (11)2.2.4输出驱动电路 (12)2.2.5键盘电路 (13)2.2.6蜂鸣报警电路 (13)第三章系统软件设计 (14)3.1程序结构说明 (14)3.2程序流程图 (14)3.2.1主程序 (14)3.2.2 LCD1602显示程序流程图 (15)3.2.3温度采集处理程序 (16)3.2.4键盘程序 (17)3.3操作指引 (18)第四章. 实验测试 (19)4.1 LCD1602显示“ABCD1234” (19)4.2键盘及数字显示结合 (19)4.3整机调试 (19)第五章设计总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)引言自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在电子技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得了优异成果。
基于单片机的水温水位控制系统设计
基于单片机的水温水位控制系统设计一、引言随着科技的不断发展，单片机技术在各行各业的应用越来越广泛，其在控制系统中的应用也越来越普遍。
水温水位控制系统在工业生产、农业灌溉和家用设备中都有着重要的作用。
本文将介绍基于单片机的水温水位控制系统的设计原理和实现方法。
二、系统设计原理1. 水温控制原理水温控制是指根据水的温度来控制加热或散热装置，使水温保持在设定的范围内。
在本设计中，使用DS18B20数字温度传感器来检测水温，当水温超过设定温度时，控制加热装置进行加热；当水温低于设定温度时，关闭加热装置或者进行散热。
2. 水位控制原理水位控制是指根据水位高低来控制水的进出，保持水位在设定范围内。
在本设计中，使用水位传感器来检测水位高低，当水位低于设定水位时，控制水泵进行进水；当水位高于设定水位时，关闭水泵或者进行排水。
三、系统硬件设计1. 单片机选择在本设计中，选择常用的STM32系列单片机作为控制核心，其具有强大的计算能力和丰富的外设接口，非常适合控制系统的设计。
2. 传感器选择选择DS18B20数字温度传感器和水位传感器作为水温水位检测的传感器，其精度高、响应快、稳定性好，能够准确地检测水的温度和水位。
3. 控制装置选择根据水温水位的检测结果，使用继电器、电磁阀等控制装置来控制加热装置和水泵的启停，实现对水温水位的精确控制。
四、系统软件设计1. 温度和水位检测编写相应的程序，通过单片机与温度传感器和水位传感器进行通信，实时获取水温水位的数据，并进行相应的处理。
2. 控制策略设计根据水温水位的检测数据，设计控制策略，确定加热装置和水泵的启停时机，使系统能够快速、稳定地对水温水位进行控制。
3. 人机交互界面设计设计人机交互界面，通过LCD显示屏或者触摸屏，实时显示水温水位的数据和系统工作状态，提供操作界面，方便用户对系统进行监控和控制。
五、系统实现和调试在硬件和软件设计完成后，进行系统的实现和调试，验证控制系统的准确性和稳定性，根据实际情况进行相应的调整和优化。
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本科毕业论文(设计)题目：水位水温检测系统的设计与制作学院：物理与电子科学学院班级：姓名：指导教师：卢玉和职称：教授完成日期： 2014 年 5 月 25 日水位水温检测系统摘要：此系统的设计主要是采用了STC89C52这种单片机，还有其它设备如：单总线温度传感器DS18B20，三极管与少量的上拉电阻，串口与并口功能兼具的液晶示出器LCD12864，以及发声器等，要做出具有可以出示容器内水位水温的小型仪器。
此系统包含硬件与软件两大部分，硬件部分又包含五小部分：单片机、DS18B20监测、三极管，上拉电阻装置、显示部分、发声提醒装置。
这样的设计就能使那些需要具备这些功能的水容器有了可行的仪器，而这种仪器是简单耐用的，是容易移动的，是价格低廉的。
关键词：芯片STC89C52；传感器DS18B20；发声提醒器。
目录1 绪论 ····························································································- 1 - 1.1 背景 ·······················································································- 1 -1.2研究与发展前景 ········································································- 1 -2 设计水位水温系统的目的与内容 ························································- 1 - 2.1 设计的目的 ··············································································- 1 -2.2 设计的内容 ··············································································- 2 -3 水位水温系统的硬件分析 ·································································- 2 -4 硬件部分介绍 ················································································- 2 - 4.1主控芯片单片机 ········································································- 2 - 4.2DS18B20测温装置 ····································································- 4 - 4.3测水位装置 ··············································································- 6 - 4.412846测温装置·········································································- 6 -4.5 发声装置 ·················································································- 7 -5 硬件工作情况介绍 ··········································································- 7 -6 软件部分介绍 ················································································- 8 - 6.1仿真电路 ·················································································- 8 - 6.2 软件程序 ·················································································- 9 -6.3软件检测 ·················································································- 9 -7 实物与功能检查 ··········································································· - 10 -8 总结 ·························································································· - 11 - 参考文献 ······················································································· - 12 - The detection system of Water level and temperature ···································· - 13 - 致谢 ····························································································· - 14 -1 绪论1.1背景近年来由于科学技术的高速发展，可以说科技产品已经走进了寻常百姓家，现在的人们对生活的质量要求越来越高，家用电器作为生活不可缺少的部分显得至关重要。