水位站的水位自动监测系统设计
基于单片机的水位检测控制系统设计
基于单片机的水位检测控制系统设计学院：专业：姓名：指导老师：信息学院自动化刘翔学号：职称：0901********盛珣华曹宇教授助理工程师中国·珠海二○一三年五月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目录1前言 (1)1.1.本设计在国内发展概况 (1)1.2国外发展概况 (1)1.3设计目的 (2)1.4设计意义 (2)2总设计 (2)2.1设计的技术要求 (2)2.2应解决的主要问题 (3)2.3设计原理 (3)2.4方案选择 (3)2.5给定参数 (5)2.6整体方案设计 (5)2.7优点和特色 (6)2.8创新点 (7)2.9系统运行过程可能存在的问题 (7)2.9.1现场数据经过DTU发送后在远程监控室接收不到 (7)3硬件介绍 (7)3.1光电耦合器4N25 (7)3.1.1工作原理 (7)3.1.2主要性能 (8)3.1.3引脚图和引脚名称 (8)3.1.4极限参数 (8)3.2单片机芯片STC90C516RD+ (9)3.2.1芯片简介绍 (9)3.2.2芯片STC90C516RD+引脚 (9)3.2.3主要性能 (10)3.3电磁继电器 (11)3.4蜂鸣器 (11)3.5远程通信模块DTU (12)3.6液位高度传感器 (12)4组态软件 (13)4.1组态概况 (13)4.2组态设计 (13)5软件设计 (17)5.1Keil软件 (17)5.2程序方框图 (17)5.3程序设计 (18)5.4I/O口的分配 (18)5.5子程序 (18)5.5.1延时子程序 (18)5.5.2报警子程序 (19)5.5.3初始化子程序 (20)5.4主程序 (20)6结论 (22)参考文献 (23)谢辞 (24)附录 (25)程序代码 (25)1前言1.1.本设计在国内发展概况国产水位监测仪主要有浮筒式水位仪、压力传感器式水位仪、超声波式水位仪等，在功能齐全、性能稳定等方面，虽然与国际上先进的同类型产品存在一定差距，但是却可以基本满足水位监测及控制的需要。
基于单片机的水位监测系统的设计与实现
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。
水井水情自动测报系统实施方案
水井水情自动测报系统实施方案1. 引言水井水情自动测报系统是一种用于实时监测水井水位和水质情况的技术方案。
本文档旨在提供一个实施方案，以便有效地部署和操作该系统。
2. 方案概述该自动测报系统由以下几个组件组成：- 水位传感器：安装在水井内部，用于测量水位的高低。
- 水质传感器：安装在水井内部，用于测量水质的相关参数，如pH值、溶解氧等。
- 数据采集器：负责接收传感器的数据，并将其传输到数据处理中心。
- 数据处理中心：负责接收、存储和分析传感器数据，并生成相应的报告和警报信息。
- 用户界面：提供给用户查看实时数据、报告和警报信息的界面。
3. 实施步骤下面是水井水情自动测报系统的实施步骤：3.1 安装传感器首先，需要将水位传感器和水质传感器安装到水井内部。
确保传感器的位置合适，并正确连接传感器与数据采集器。
3.2 部署数据采集器和数据处理中心接下来，将数据采集器放置在合适的位置，以便收集传感器的数据。
同时，部署数据处理中心，确保其能够接收和存储传感器数据，并具备相应的数据分析功能。
3.3 连接传感器和数据采集器将水位传感器和水质传感器与数据采集器进行连接。
确保连接安全可靠，并测试传感器的正常运作。
3.4 设计用户界面根据用户需求，设计一个用户界面，使用户能够方便地查看实时数据、报告和警报信息。
确保界面友好直观，操作简单便捷。
3.5 系统测试和调试完成系统部署后，进行系统测试和调试。
确保传感器数据准确可靠，数据采集器和数据处理中心正常工作，并用户界面能够正确显示数据和报告信息。
4. 维护和监管水井水情自动测报系统的维护和监管是确保系统长期稳定运行的重要环节。
定期检查传感器和设备的运行状况，及时处理故障和异常情况，并对系统进行必要的升级和维护。
5. 总结通过本实施方案，我们可以有效地部署和操作水井水情自动测报系统，实现对水井水位和水质情况的实时监测。
这将有助于提高对水资源的管理和保护，为相关决策提供科学依据，以及及时警示潜在的水质问题。
水位自动检测与控制系统的设计
1 引言1．1 探讨背景在社会经济飞速发展的今日，水在人们生活和生产中起着越来越重要的作用。
一旦断水，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成重大的生产事故及损失。
因此，对水位的自动检测及限制的探讨，有着极其重要的地位。
任何时候都能供应足够的水量，平稳的水压，合格的水质，是对供水系统的基本要求。
就目前而言，多数工业生活供水系统，都接受水塔，层顶水箱等基本储水设备，由一级二级水泵从地下市政水管补给，因此如何建立一个牢靠平安又利于维护的给水系统是值得我们探讨的课题。
现今社会，自动扮装置无所不在，在限制技术需求的推动下，限制理论本身也取得了显著的进步。
水塔水位的监测和限制，再也不须要人工进行操作。
实践证明，自动化操作，具有不行替代的应用价值。
在工农业生产以及日常生活应用中，常常会须要对容器中的液位（水位）进行自动限制。
比如自动限制水箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶的自动补水限制、自动电热水器、电开水机的自动进水限制等。
虽然各种水位限制的技术要求不同，精度不同，但基本的限制原理都可以归纳为一般的反馈限制方式，就是利用传感器对于信号的供应通过单片机对数码显示、电机限制、报警限制部分的限制[1]。
本设计从分析水塔水位报警器的原理和设计方法入手，主要基于单片机的硬件电路和语言程序设计,实现一种能够实现水位自动限制、具有自动爱惜、自动声光报警功能的限制系统。
本限制系统由A/D转换部分、单片机限制部分、数码显示部分、电机驱动部分、电机限制部分等构成。
这是个简洁而灵敏的监测报警电路，操作简洁，接通电源即可工作。
因为大部分电路接受数字电路，所以本水位监测报警器还具有耗能低、精确性高的特点。
该系统设计新颖、简易，灵敏度高，工作稳定，能够自动检测和显示当前水位、凹凸水位报警等功能水位自动限制电路是通过水位传感器将水位高度转换为0~10V的直流电压，再经过A/D转换后，将转换所得的数字量送入单片机进行处理来达到对水位进行自动限制的目的。
江河湖水位监测预警系统建设方案制定
江河湖水位监测预警系统建设方案制定一、引言随着人口的增长和城市化的不断推进，对水资源的需求也日益增加。
同时，气候变化加剧了洪涝、干旱以及其他水灾的频率和强度。
因此，建立一个有效的水位监测预警系统对于保障水资源的安全利用和灾害防控至关重要。
本文旨在制定一套江河湖水位监测预警系统建设方案，以提高水资源管理的效能和对自然灾害的应对能力。
二、系统设计1. 功能需求分析（1）实时监测功能：系统需要能够实时监测江河湖的水位变化，并能记录数据以及生成实时报表。
（2）预警功能：系统需要能够根据监测数据，自动判断是否存在危险水位，并及时发送预警信息给相关部门和居民。
（3）数据存储与分析功能：系统需要能够将监测数据存储于数据库中，并能实现数据的查询、分析和统计功能。
（4）远程监控功能：系统需要支持远程监控，使相关人员可以通过互联网实时查看监测数据。
2. 硬件配置（1）监测设备：选择高精度、高稳定性的水位传感器，安装在江河湖边的测站以测量水位的变化。
（2）数据采集设备：采用现场可编程门阵列（FPGA）芯片，用于实时采集传感器数据并进行初步处理。
（3）数据传输设备：使用长程无线通信模块，将采集到的数据传输到数据中心的数据库中。
（4）数据库服务器：搭建高性能数据库服务器以存储监测数据，并实现数据查询和分析功能。
3. 系统流程（1）数据采集与传输流程：传感器通过数据采集设备进行数据采集，采集到的数据经过处理后通过无线通信模块传输到数据库服务器中。
（2）数据存储与分析流程：数据存储在数据库服务器中，相关人员可以通过可视化的界面进行数据查询、分析和统计。
4. 软件开发（1）监测数据存储与管理：开发数据库管理软件，实现数据的存储、备份和恢复功能。
（2）预警系统软件开发：开发预警系统，实现对监测数据的实时分析，根据预设的危险水位值判断是否发送预警信息。
三、系统实施与运维1. 系统实施（1）场地选择：选择离江河湖边距离近、地势相对平坦的地方建设测站，以确保传感器的数据精确性。
智慧水文系统设计方案
智慧水文系统设计方案智慧水文系统是一种应用先进的计算和通信技术，结合水文学和水资源管理的知识，通过收集、传输、分析和展示水文数据，实现智能化管理和决策的系统。
下面是一个智慧水文系统的设计方案。
一、系统架构设计1. 数据采集层：该层采集各类与水文相关的数据，包括地下水位、雨量、水质等数据。
可以利用传感器、气象站等设备进行数据采集，并通过数据线、无线传输等方式将数据传输到下一层。
2. 数据传输层：该层负责将采集到的数据传输到数据处理层，包括数据传输协议的设计和数据传输通道的建立。
可以利用无线通信技术（如LoRaWAN、NB-IoT）或者有线通信技术（如以太网）来建立数据传输通道。
3. 数据处理层：该层负责对采集到的数据进行处理和分析，包括数据存储、数据清洗、数据处理算法等。
可以利用数据库系统来存储数据，并利用数据挖掘、机器学习等算法对数据进行分析。
4. 决策支持层：该层负责对处理得到的数据进行可视化分析和决策支持，包括生成图表、报表、预警等功能。
可以利用数据可视化工具和决策支持系统来实现。
5. 智能控制层：该层根据分析得到的数据和决策支持的结果，实现对水文系统的智能控制。
可以利用自动化控制系统和远程监控系统来实现。
二、关键技术设计1. 数据采集技术：根据不同的水文数据类型，选择合适的传感器和仪器，通过模拟量、数字量或者串口方式采集数据，并进行校准和处理。
2. 数据传输技术：选择合适的通信方式和协议，确保数据的可靠传输和实时性。
可以根据实际情况选择无线通信技术（如LoRaWAN、NB-IoT）或者有线通信技术（如以太网）。
3. 数据处理技术：建立合适的数据库系统，对采集到的数据进行存储和管理。
利用数据清洗、数据处理算法等技术，对数据进行分析和挖掘，提取有价值的信息。
4. 数据可视化技术：利用数据可视化工具，将处理得到的数据以图表、报表等形式展示出来，便于用户进行分析和决策。
5. 智能控制技术：根据数据分析和决策支持的结果，实现对水文系统的智能控制。
基于plc水塔水位自动控制系统设计(毕业论文)
基于plc水塔水位自动控制系统设计(毕业论文)基于PLC的水塔水位自动控制系统设计摘要：本论文设计了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的水塔水位自动控制系统。
该系统通过PLC对水塔水位进行实时监测和控制，实现了水塔水位的稳定控制和节约水资源的目标。
本论文详细介绍了系统的硬件组成、软件设计和系统调试，为读者提供了一种实用的水塔水位自动控制方案。
一、引言水塔是城市供水中重要的基础设施之一，它起到了调节和储存水的作用。
传统的水塔水位控制主要依靠人工操作，存在着很多问题，如操作不及时、水资源浪费等。
因此，设计一种基于PLC的水塔水位自动控制系统，可以提高水塔的运行效率和水资源利用率。
二、系统需求分析本系统需要实现以下功能：1.实时监测水塔水位；2.根据水位自动控制水泵的启停；3.实现水塔水位的自动调节；4.防止水泵过载和干运转等异常情况；5.实现远程监控和管理。
三、系统设计1.硬件组成2.本系统主要由PLC、水位传感器、水泵、电动阀门、通信模块等组成。
其中，PLC作为核心控制单元，负责数据处理和控制输出；水位传感器监测水塔水位；水泵和电动阀门负责水流的控制；通信模块实现数据传输和远程监控。
3.软件设计4.本系统的软件设计主要包括PLC程序设计和上位机监控软件设计。
PLC程序主要实现数据采集、逻辑控制和水泵启停等功能；上位机监控软件则通过组态软件实现数据的实时显示、参数设置和远程控制等功能。
5.系统调试6.在系统调试过程中，我们进行了硬件和软件的测试，验证了系统的稳定性和可靠性。
同时，我们还对系统的节能效果进行了评估，结果表明本系统可以有效地节约水资源。
7.系统功能完善与优化8.针对实际应用中出现的问题和不足，我们提出了相应的改进措施：首先，增加了水泵的故障检测功能，提高了系统的安全性；其次，优化了控制算法，提高了水塔水位的控制精度；最后，完善了上位机监控软件的功能，提高了系统的可操作性。
9.经济效益分析10.本系统的应用带来了显著的经济效益。
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。
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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.
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.
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.
Key word :Ultrasonic sensor; Single Chip Microcomputer of AT89S52; Data-acquisition and communication System; PC
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。
关键词：超声波传感器；AT89S52单片机；数据采集通信；上位机
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Design Of Automatic Monitoring System of the Water Level
水位站的水位自动监测系统设计
摘要
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。