TOP19【毕业设计】水位遥测自动控制系统设计-.doc文档免费在线阅读

工作原理当水位变化时，电容传感器的电容值发生变化，电容传感器的电容变化输入定时器电路，输出相应的频率。

电容传感器的电容值与输出频率值的转换关系如式。

水位测量电路图水位测量电路原理图通过三极管来控制的电源供给，使单片机能自由控制其频率的输出，更有利于对频率的测量和系统的稳定性控制。

其中为三极管基极的限流电阻。

为了尽量的减小输入干扰及其保护，则在输入端串接电容和。

无线传输模块的设计工作原理是单片工作在频段的无线收发器，由个完全集成的频率调制器，个带解调器的接收器，个功率放大器，个晶体振荡器和个调节器组成。

工作模式的特点是自动产生前导为引脚的低轮廓四方扁平封装如图。

图脚封装图单片机功能描述单片机引脚图如图所示。

图引脚图单片机具有位中央处理单元用的是单片机，它是个低成本高性能位微处理器单元家族中的成员。

家族中所有的使用增强型核，且使用不同的模块，存储大小，存储器类型和封装类型。

本设计所使用的为核心控制器件，水位测量运用电容传感器及频率计算器组成，无线传输运用模块，数码管为显示器件，继电器为控制器件。

下面将对各个电路与其核心器件的工作原理做详细介绍。

单片机的概述本设计利自控装置硬件设计根据设计要求，采用单片机为核心的智能控制器系统的硬件接口电路包括控制器实时时钟接口电路水位测量电路无线传输接口电路报警电路显示接口电路以及继电器输出接口电路等。

其中较方案的模块受到网络信号的限制，对于些信号强度较弱的区域，同时受到通信协议等各方面因素的限制，无法保证正常工作。

方案的模块更方便应用于本次设计，因此本设计无线传输方案选择方案。

水位遥测报警的功能。

单片的可以实现无线接收和发送功能，它具有低功耗模式，工作电源电压范围。

无线收发器用户无需另外组网，为客户节省了昂贵的建网费用和维护费用。

方案与方案比收发器无线收发器工作在的频段，由个完全集成的频率调制器，个带解调器的接收器，个功率放大器，个晶体震荡器和个调节器组成，可以通过种无线通信的方式实现远程终端监控和机构成的系统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，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。

方案无线，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。

采用模块与单片波法般取。

本次滤波结果本次采样值上次滤波结果远程数据传输方案方案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，工艺先进可靠性高操作性更强，更能达到现场模拟的目的，因此传感器采用方案。

为提高水位测量的精度，般要对数据进行滤波，水位测量装置常用的滤波算法有取平均值同时采集多个值，取其平均值作为实际的数据。

阶滞后滤式中为静电力常量，介电常数ε由两极板之间介质决定，圆周率。

方案与方案比较般工农业上进行水位测试的装置多采用方案的压力传感器，然而对于本次的设计，方案的电容传感器相比之下更经济，可质多少变化，从而引起电容值的变化。

般，电容的计算公式如式。

平行板电容器的电容理论和实验表明，平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比，跟正对面积成反比，跟极板间的距离成反比，有式。

ε况设定个水质系数进行弥补。

实际水位值测量水位值水质系数水质系数小于等于方案电容传感器运用两根端封闭的导线，将距离固定制作成简单的平行板电容器即电容传感器。

水位的变化直接影响导线间的介出水位值。

般选择输出信号为。

水质对采集精度的影响投入压力传感器是通过测量水的静压力来间接的测量水位，其基准是以净水压力来核算的，在多泥沙的水质中，必须考虑水质对水位值的影响，般要根据实际情思路水位遥测自控系统设计方案的选择主要包括两方面水位测量方案的选择和远程数据传输方案的选择。

水位测量方案方案压力传感器压力传感器测量水位原理不同的水位产生净水压强是不同的，测量出水压，就可以计算水位信息写入无线数据发送装置，无线数据接收装置接收到的水位信息通过微控制器进行显示，当接收到的数据超过警戒水位的上限或低于警戒水位的下线时，微控制器控制报警模块及阀门控制模块进行相应的动作。

系统设计思水位信息写入无线数据发送装置，无线数据接收装置接收到的水位信息通过微控制器进行显示，当接收到的数据超过警戒水位的上限或低于警戒水位的下线时，微控制器控制报警模块及阀门控制模块进行相应的动作。

系统设计思路水位遥测自控系统设计方案的选择主要包括两方面水位测量方案的选择和远程数据传输方案的选择。

水位测量方案方案压力传感器压力传感器测量水位原理不同的水位产生净水压强是不同的，测量出水压，就可以计算出水位值。

般选择输出信号为。

水质对采集精度的影响投入压力传感器是通过测量水的静压力来间接的测量水位，其基准是以净水压力来核算的，在多泥沙的水质中，必须考虑水质对水位值的影响，般要根据实际情况设定个水质系数进行弥补。

实际水位值测量水位值水质系数水质系数小于等于方案电容传感器运用两根端封闭的导线，将距离固定制作成简单的平行板电容器即电容传感器。

水位的变化直接影响导线间的介质多少变化，从而引起电容值的变化。

般，电容的计算公式如式。

平行板电容器的电容理论和实验表明，平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比，跟正对面积成反比，跟极板间的距离成反比，有式。

ε式中为静电力常量，介电常数ε由两极板之间介质决定，圆周率。

方案与方案比较般工农业上进行水位测试的装置多采用方案的压力传感器，然而对于本次的设计，方案的电容传感器相比之下更经济，可操作性更强，更能达到现场模拟的目的，因此传感器采用方案。

为提高水位测量的精度，般要对数据进行滤波，水位测量装置常用的滤波算法有取平均值同时采集多个值，取其平均值作为实际的数据。

阶滞后滤波法般取。

本次滤波结果本次采样值上次滤波结果远程数据传输方案方案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。

采用模块与单片机构成的系统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，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。

方案无线收发器无线收发器工作在的频段，由个完全集成的频率调制器，个带解调器的接收器，个功率放大器，个晶体震荡器和个调节器组成，可以通过种无线通信的方式实现远程终端监控和报警的功能。

单片的可以实现无线接收和发送功能，它具有低功耗模式，工作电源电压范围。

无线收发器用户无需另外组网，为客户节省了昂贵的建网费用和维护费用。

方案与方案比较方案的模块受到网络信号的限制，对于些信号强度较弱的区域，同时受到通信协议等各方面因素的限制，无法保证正常工作。

方案的模块更方便应用于本次设计，因此本设计无线传输方案选择方案。

水位遥测自控装置硬件设计根据设计要求，采用单片机为核心的智能控制器系统的硬件接口电路包括控制器实时时钟接口电路水位测量电路无线传输接口电路报警电路显示接口电路以及继电器输出接口电路等。

其中为核心控制器件，水位测量运用电容传感器及频率计算器组成，无线传输运用模块，数码管为显示器件，继电器为控制器件。

下面将对各个电路与其核心器件的工作原理做详细介绍。

单片机的概述本设计利用的是单片机，它是个低成本高性能位微处理器单元家族中的成员。

家族中所有的使用增强型核，且使用不同的模块，存储大小，存储器类型和封装类型。

本设计所使用的为引脚的低轮廓四方扁平封装如图。

图脚封装图单片机功能描述单片机引脚图如图所示。

图引脚图单片机具有位中央处理单元，的的中央处理单元，的内部总线频率。

指令子集增加了指令，单线后台调试模式接口，允许单的断点设置在线调试在片内调试模块加了多于两个的断点，在线仿真带有两个比较器在中要加，个触发模式以及片内总线捕获缓冲区。

水位遥测单片机接口电路设计单片机接口电路如图所示。

图单片机接口电路单片机的各口接线简介连接定时器控制信号。

连接定时器的输出信号。

连接显示模块的时钟信号，连接显示模块的数据输入端口，连接显示模块的背光控制。

，分别连接双路继电器来控制阀门的正转与反转。

分别与无线收发模块的各引脚相连。

水位测量电路的设计水位测量电路由简单的电容传感器和定时器构成。

工作原理当水位变化时，电容传感器的电容值发生变化，电容传感器的电容变化输入定时器电路，输出相应的频率。

电容传感器的电容值与输出频率值的转换关系如式。

水位测量电路图水位测量电路原理图通过三极管来控制的电源供给，使单片机能自由控制其频率的输出，更有利于对频率的测量和系统的稳定性控制。

其中为三极管基极的限流电阻。

为了尽量的减小输入干扰及其保护，则在输入端串接电容和。

无线传输模块的设计工作原理是单片工作在频段的无线收发器，由个完全集成的频率调制器，个带解调器的接收器，个功率放大器，个晶体振荡器和个调节器组成。

工作模式的特点是自动产生前导液晶初始化单片机通过接口写写显示的第位是否写完成写显示的第二位是否写完成写显示的第三位是否写完成写显示的第四位是否写完成写显示的第五位是否写完成是是是是是等待否否否否否图数码管显示子程序无线数据传输软件设计共有四种工作模式，其中有两种活动模式和两种节电模式。

活动模式和，节电模式掉电和编程，和编程。

工作模式由的设置来设定如表所示。

表工作