水位遥测自控系统毕业论文

水塔很高，水位高低位不便于观察，水多会溢出来，可用以下方法来解决这个问题，改进供水装置就能实现供水自动化，供水系统中的水塔和高位水池等设备由于所处地势高，上下极为不便，有时水即将用完也不知道，造成需用水时却无水可用的情况。

此外，在向池中注入水的过程中，由于不知道水位的情况，也就无法控制注水量的多少，这会严重影响正常的工作效率。

为此需要对水位进行自动显示监测和报警。

传统的水位检测系统般通过有线方式与监控中心取得联系，这种方式不但维护起来困难，而且在很大程度上限制了其在时空上的拓展性。

采用模块与单片机构成的系统则能够解决以上的问题。

通过单片机的并行口可以很方便的实现水位的显示功能。

现有的网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，用户无需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵的建网费用和维护费用。

当采用模块时，就可以通过种无线通信的方式以实现远程终端监控和报警的功能。

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。

因此急需种能自动检测水位，并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统，我所研究的就是这方面的课题。

此外，这次课程设计对我还有以下意义通过这次课程设计，加深对单片机理论方面的理解。

掌握单片机的内部模块的应用，如中断控制口串行口通讯等。

了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程方法及实现，为以后设计和实现单片器应用系统打下良好基础。

通过简单的课题设计练习，了解必须提交的各项工程文件，也达到巩固充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。

第章水位遥测及信息处理水位的测试水位的测试通常有两种方法超声波水位探测仪和干簧管式水位显示仪。

这两种方法虽然可行但不切实际，本文设计了种简易的水位检测方法。

该水位检测部分由绝缘支架电极导管和浮球几部分构成，如图所示。

浮子由个直径的不锈钢球与根长外径的不锈钢管焊接而成。

导管是根外径内径的塑料管。

支架由长的电工导轨制作而成。

其余部分安装在个长宽厚的塑料盒内。

工作原理图图接近开关构成水位检测系统水位测试系统与单片机的并行口电阻电源及发光二极管共同组成水位检测显示系统，如图所示。

图水位显示系统电极和的另端分别与单片机的并行口和相连，而对应的口则通过电阻串接电源的正极。

当水位达到水满时，此时通过水的导电，电极开关和都导通，相应口接地置低，个发光二极管都点亮当水位达到正常水位时，和导通，而断开，相应和置低，个二极管点亮当水位达到缺水位置时，此时只有导通，对应只有被点亮。

通过二极管灯点亮个数的显示，在现场给水池注水时，就能很清楚的知道水位的状况，这样就能够正确的注水了。

水位远程检测系统硬件组成水位远程检测系统实际是个无线数据的收发系统。

该系统主要是通过现有的移动通信网络来实现无线数据的传送。

它主要由两部分组成，微控制器芯片和无线短信芯片。

微控制器微控制器采用公司推出的种小型单片机，其片内含有的程序存储器和的片内。

共引脚，其中口脚，可以作为般的准双向端口，在引脚的驱动能力上，具有很强的下拉能力，工作电压为。

当工作电压在时，电流相当于工作时的，空闲时为，掉电时仅为。

这样小的功耗，很适合于电池供电的小型控制系统。

主要特点为采用存储器技术，其软件硬件与完全兼容，程序的电可擦写特性，使得开发与试验比较容易。

无线短信芯片无线短信模块是由北京捷麦公司推出的，该模块采用全组装，工艺先进可靠性高，工作电压范围为。

其内置的德国西门子公司模块使得模块操作简单，无须学习复杂的模块指令集。

的串口具有和半双工三种形式，标准配置为。

系统硬件接口连接整个水位远程检测系统由上位机和下位机构成，其中上位机主要是指移动终端即手机，而下位机是由无线收发模块及与其相连的单片机构成，其电路连接原理图如图所示。

图串行接口原理图下和，共个字节数据，接收方的电话号码目的地址是，个字节，发送格式如下接收用户数据的格式接收用户数据格式如下与发送用户数据格式不同的是，它是发送方的电话号码，即源地址。

假设收到上面发送来的和，共字节数据，发送方的电话号码源地址是，个字节，接收到的数据格式如下命令集型数传模块含有丰富的命令，通过对不同命令的操作来实现数据的正确收发过程，其命令集如表所列。

表数据帧命令集当按照型数传模块所要求的数据格式及命令传送数据时，就不需要使用复杂的。

第章电路原理图设计水位控制装置水位控制装置的形式有多种浮子开关，行程开关，电接点式压力表，电子式，微机式等。

由单级晶体管电路或单片集成触发器组成的水位控制器，具有结构简单灵敏度高动作可靠等特点，得到越来越广泛的应用。

单液面控制楼房顶部水箱上水的控制，水井抽水的控制，都属于单液面的控制。

水箱上水控制的电气原理如图所示。

图单液面控制电气原理图工作过程将开关置于图示自动控制位置端，只要水箱中的水未达到位置，合上刀开关，接触器吸合电动机拖动水泵泵水。

当水位达到后，晶体管通过基极水电源回路导通，吸合，其常闭触头使失电，停止泵水。

水箱中的个水位的高低如图所示。

要等到水箱中的水消耗到低于水位之后，晶体管才恢复截止，失电，吸合，水泵重新泵水。

设置在水位之间的常闭触头，防止了电动机的频繁启动。

元件选择继电器选用高灵敏继电器，线圈内阻欧姆，吸合电压，工作电流小于，最大功率损耗。

晶体管选用，其主要参数为，㎝。

偏置电阻试验表明，上的电压在之间时，晶体管能可靠翻转。

欧姆，取欧姆。

基极电阻，其中，令。

而基极电阻由水电阻和组成，水电阻数值由水箱容积水质水位电极分布等因素决定，般高楼顶层水箱水电阻为左右，取。

稳压电源选用，。

水位电极采用铜棒，引线用螺钉连接引出。

双液面控制城市楼房供水，般需经过二次加压，即在底层修有水池，将自来水灌入水池在楼顶修有水箱，用水泵将水池中的水泵上水箱。

在不少农村村镇，般在村中修座水塔，在水源充足的地方掘口水井，用水泵将水井中的水泵上水塔供全村人使用。

如果仅控制水箱或水塔的水位，有可能在水池或水井无水时仍然启动电动机泵水，造成水泵空转而损坏如果仅控制水池或水井的水位，当水池或水井水源充足时，有可能造成水箱或水塔漫顶时仍然启动电动机泵水，造成水资源的浪费和电能的浪费，同时污染环境。

采用双液面水位控制装置，既可防止水泵空转，又可防止水溢流，节水节电。

晶体管电路由晶体管组成的双液面水位控制，其继电接触控制如图所示，晶体管水位检测控制如图所示。

个水位分别为水塔中，水位位于塔顶下方，位于塔底，高出水井中，水位位于正常水井水位的处，在井底，在水泵底阀位置。

当水井中的水达到，吸合，此时，若水塔中的水未达到，图继电接触控制图双液面水位控制的电气原理图不动作。

图中的中间继电器均吸合，使吸合，水泵泵水。

当水塔中水达到，吸合，失电，失电，水泵停止泵水，防止了水电的浪费。

当水井中水低于，失电，失电，不管水塔中水的多少，均失电，防止了水泵空转。

工厂生活区采用自备水源，水井深，水塔容积，两地相距，采用型级离心泵，流量，配套电动机，。

原来采用行程开关控制水井水位，后改造为水井水塔双液面电子式自动控制线路。

各运行年，从电能表计量对比，后者节电。

电动机的效率为，双液面控制后，年中电动机少工作，当水泵效率为时，年中节水。

集成电路当水井与水塔相距在以上时，采用集成电路组成的水位检测装置，工作尤为可靠，如图所示。

上海无线电八厂生产的型多功能集成电路触发器，扁平封装，引出脚，短脚为第脚。

当给脚加定值输入信号时，脚输出迅速跳变。

它的负载能力大，为，输出级可直接驱动高灵敏继电器，而触发电流仅级，灵敏度高。

该电路工作过程与图相似，取值范围为。

图集成电路水位控制原理图电磁阀控制水池进水在城市高楼供水系统中，水泵将水池中的水泵至水箱，水池的水来自城市自来水网。

采用双液面水位控翻时，为了防止水池进水溢顶，设置电磁阀控制进水，电气原理如图中虚线所示图中，电磁阎依进水水管的管径选定，电压，也可以采用电压的。

只要楼顶水箱中的水未达到水位，不吸合，吸合吸合，水池进水。

只有到水塔中的水已满，吸合，释放，失电，关闭进水阎，防止水池漫顶。

这样循环往复就实现了水塔水位的自动控制。

水泵灌水预润这步骤需要预润的水泵，可以在继电控制回路设置水泵灌水预润环节。

该环节如图所示，由时间继电器及灌水电磁阀组成当均吸合时，吸合，使得电，开始灌水并开始延时，延时时间到，延时断开的常闭触头先断开，关闭，停止灌水延时闭合的常开触头紧接着闭合，使接触器吸合，启动水泵电动机水泵工作当系统发生后两种接地故障时，两块继电器有可能全动作，也有可能有块继电器动作。

两块继电器全动作时再用三块电压表的读数来判断，第种接地故障三块电压表数值并不相等，后两种接地故障，三块电压表的数值是故障相电压最高，非故障相电压相等，且小于相电压值。

这样可以提高接地保护的灵敏度。

图高接地保护原理图第章水位过满报警电路报警设计背景当池中的水位达到所希望的位置时便给出报警。

经济实用尽量节约经费，又要达到使用目的，并且操作简单，使用方便。

安全第在给大家带来方便的同时，要把安全放在首位。

绝对不能因为本系统的安装造成安全隐患，包括火患漏电过荷等切能够引起播出及人身安全的因素。

性能可靠系统要能够正确地检测水位，正确地报警，不能有误报及漏报现象且系统本身能够长期正常运行。

几种方案的分析与可行性比较超声波水位探测仪该系统利用超声波发射探头发出的超声波经水面反射产生的回波被超声波接收头接收后产生信号的时