智能水位系统(附件)【字数：10290】
摘 要 水位测量一直是水利部门的一个难点，亟待解决，为确保水利发电站的安全生产，提高发电效率，需要开发设计出一种通用性好，可靠性高，维护方便，能适应多种条件的水位自动监测系统。本文介绍了一个基于单片机的智能水位系统，重点对单片机的最小系统、系统各模块硬件电路以及软件的调试作了分析介绍。本次设计以单片机为核心元件使用，外加超声波发射电路和接收电路、显示电路、报警电路、键盘电路，共同组成一个基于单片机的智能水位系统。此系统可以通过按键实现水位的测量、显示和报警等功能。系统软件部分使用了C语言编程，通过Keil软件编译，最后在Protues软件上实现了仿真。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2发展现状 2
1.3水位计的种类 2
1.4设计的工作内容 3
1.4.1设计要求 3
1.4.2课题的具体工作内容 3
第二章 系统的方案设计 4
2.1系统的总体框图 4
2.2系统的方案论证 4
2.2.1控制器 4
2.2.2超声波传感器 4
2.2.3显示模块 5
2.2.4键盘模块 5
2.2.5电源 5
第三章 超声波传感器 6
3.1超声波传感器 6
3.2主要参数 6
3.3超声波传感器的核心芯片 6
3.4超声波测距原理 7
第四章 硬件电路设计 8
4.1单片机系统的设计 8
4.1.1单片机介绍 8
4.1.2单片机的性能特点 8
4.1.3主控制器AT89C51 9
4.1.4引脚功能 9
4.1.5单片机最小系统 9
4.2超声波发射电路设计 10
4.3超声波接收电路设计 11
4.4显示电路设计 11
4.4.1引脚功能 12
4.5报警电路设计 12
4.6键盘电路 13
第五章 软件编程设计 14
5.1超声波测 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
距的算法 14
5.2主程序流程图 14
第六章 测试与调试 17
6.1设计软件 17
6.1.1单片机开发软件 17
6.1.2仿真软件 18
6.2系统仿真 18
第七章 结论和展望 22
7.1结论 22
7.2展望 22
致 谢 23
参考文献 24
附录A: 25
附录B: 26
第一章 绪论
1.1课题研究的背景和意义
水位测量一直是水文和水利部门的一个重要课题。 是水库大坝安全，水利排灌，蓄水，排洪等重要参数之一，为了发现事故征兆，未雨绸缪， 经济可靠
的水位无线监控系统将发挥巨大的作用。水位的自动监测、传输和处理为水库现代化建设奠定了基础。在许多工业和农业生产领域中都需要监测水位，有些时候工作人员没有方法走到前线，就不能及时的掌握水位情况，而我们现在可以通过智能水位系统远距离的对水位完成检测，对工作人员来说，这简直就是一个福音。因为减少了他们的工作量，很方便实用。
工业经过这几年的发展壮大，高科技术得到了长足的发展，测量液位的工具的制造方法已经被研究出来了，这样就能够满足工业生产所需的要求了。
测量一个物体内的液位往往是现代工业生产所必须的基本要求。在工厂工作中，有时候要判断一个物体内有什么材料，或者是有多少完成的产品，这个时候就要借助液位测量了。因为要使各方面的产品用料保持在一个平衡状态，也为了较少不必要的的成本。而且生产一直不停的话，如何知道液位有没有超出标准范围，生产还能不能继续下去、制造出来的产品数量以及质量好不好，只能是通过测量液位了，所以说液位测量在工业生产过程中扮演着一个不能删去的角色。
这些年来，各个行业都发展的很快，液位测量在很多地方都被涉及到，除了用来测量容器、管道的液位，还能对水渠、水库、河流、湖泊的水位进行有效解决。在这些地方，以前的那些水位测量已经不管用了，达不到测量目的。现在有一种新型的测量手段，即超声波液位测量，一经出现就被大量的用在水位测量上。
超声波水位计是一种不需要碰到水面就能测出水位的仪器。它不会被需要测量的物质所干扰，所以能对各种不一样物质的测量，适用范围比其他方法要广。水位的测量方式跟着科技的发展有了不一样的变化，测量的准度被极大的改善。单片机和传感器技术对水位测量方式的变化起到了根本性作用。超声波也水涨船高，被大范围的使用。不过遗憾的是当下的发展水平不够高，超声波还不能在水位检测中发挥它全部的作用，所以如何最大化的利用超声波的特性在液位检测中的作用是一个值得研究的方向。
以后，超声波液位测量技术只会越来越完善，使用的地方也会越来越多。它能处理人们办不了的问题，也能够当作一种科学研究方法。尤其是在检测水位上，能够方便快速的得到水位情况，为进行其他事项做好铺垫。
现在，用科技来应付那些在平时生活中碰到的问题已经是一种随处可见的状态了，并且特别的有意义。从当前来看，超声波在医疗诊断、治疗、工程、生物等地方被大量的使用。与此同时，单片机也发挥出了它的能力，尤其是在器件自动控制上，它的地位是不可撼动的。超声波在水位测量中有很大的优势，其控制容易，操作方便，可以实现工业生产所需目的，所以它的发展前景以及市场需求是不可轻视的。
1.2发展状况
随着电子技术的发展，微波雷达测距、激光测距及超声波测距已相继出现。前面两种方法因为理解起来比较难，再加上生产的费用比较高，通常只是在军工中使用到。不过超声波测距因为它的技术难点一般比较低，民用延伸费用较低所以适于民用推广。所以这个技术它也能用来测量在工业中所需要的测距问题。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，能传播的更加远，不管是遇到什么成分的物体。所以超声波一般使用在对距离的测量，如测距仪和液位测量仪等都可以经过超声波来制作。超声波检测通常更快捷，方便，计算简单，容易实现实时控制，并且在测量精度上可以满足行业的实际要求，因此移动机器人的发展也得到了广泛的应用。随着自动测量和微机技术的发展，现在成熟的超声波测距已经进入人们的生活，使用超声波来测量距离也变得非常容易见到。它是一种不要碰到物体就能把距离给测出来方法。与电磁或光学方法等其他方法相比，不受光，被测物体颜色等影响。所以当测量对象处在各种极端环境下，比方说是在灰尘中，被电磁所打扰等，在短时间内就能够正常的工作起来。因此广泛应用于液位测量、车辆自动导航、物体识别等领域。如果在空气环境下去测量距离，反射的信号会特别简单的被接收到，因为在空气中，波速运动的缓慢，因此超声波有较高的识别能力，它的测量准度也比其他手段高。另外，超声波传感器构造容易理解、重量轻、运行出的结果比较令人容易理解。所以在这一次的设计中，也是选的超声波传感器，作为主要工具来测量水位的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2发展现状 2
1.3水位计的种类 2
1.4设计的工作内容 3
1.4.1设计要求 3
1.4.2课题的具体工作内容 3
第二章 系统的方案设计 4
2.1系统的总体框图 4
2.2系统的方案论证 4
2.2.1控制器 4
2.2.2超声波传感器 4
2.2.3显示模块 5
2.2.4键盘模块 5
2.2.5电源 5
第三章 超声波传感器 6
3.1超声波传感器 6
3.2主要参数 6
3.3超声波传感器的核心芯片 6
3.4超声波测距原理 7
第四章 硬件电路设计 8
4.1单片机系统的设计 8
4.1.1单片机介绍 8
4.1.2单片机的性能特点 8
4.1.3主控制器AT89C51 9
4.1.4引脚功能 9
4.1.5单片机最小系统 9
4.2超声波发射电路设计 10
4.3超声波接收电路设计 11
4.4显示电路设计 11
4.4.1引脚功能 12
4.5报警电路设计 12
4.6键盘电路 13
第五章 软件编程设计 14
5.1超声波测 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
距的算法 14
5.2主程序流程图 14
第六章 测试与调试 17
6.1设计软件 17
6.1.1单片机开发软件 17
6.1.2仿真软件 18
6.2系统仿真 18
第七章 结论和展望 22
7.1结论 22
7.2展望 22
致 谢 23
参考文献 24
附录A: 25
附录B: 26
第一章 绪论
1.1课题研究的背景和意义
水位测量一直是水文和水利部门的一个重要课题。 是水库大坝安全，水利排灌，蓄水，排洪等重要参数之一，为了发现事故征兆，未雨绸缪， 经济可靠
的水位无线监控系统将发挥巨大的作用。水位的自动监测、传输和处理为水库现代化建设奠定了基础。在许多工业和农业生产领域中都需要监测水位，有些时候工作人员没有方法走到前线，就不能及时的掌握水位情况，而我们现在可以通过智能水位系统远距离的对水位完成检测，对工作人员来说，这简直就是一个福音。因为减少了他们的工作量，很方便实用。
工业经过这几年的发展壮大，高科技术得到了长足的发展，测量液位的工具的制造方法已经被研究出来了，这样就能够满足工业生产所需的要求了。
测量一个物体内的液位往往是现代工业生产所必须的基本要求。在工厂工作中，有时候要判断一个物体内有什么材料，或者是有多少完成的产品，这个时候就要借助液位测量了。因为要使各方面的产品用料保持在一个平衡状态，也为了较少不必要的的成本。而且生产一直不停的话，如何知道液位有没有超出标准范围，生产还能不能继续下去、制造出来的产品数量以及质量好不好，只能是通过测量液位了，所以说液位测量在工业生产过程中扮演着一个不能删去的角色。
这些年来，各个行业都发展的很快，液位测量在很多地方都被涉及到，除了用来测量容器、管道的液位，还能对水渠、水库、河流、湖泊的水位进行有效解决。在这些地方，以前的那些水位测量已经不管用了，达不到测量目的。现在有一种新型的测量手段，即超声波液位测量，一经出现就被大量的用在水位测量上。
超声波水位计是一种不需要碰到水面就能测出水位的仪器。它不会被需要测量的物质所干扰，所以能对各种不一样物质的测量，适用范围比其他方法要广。水位的测量方式跟着科技的发展有了不一样的变化，测量的准度被极大的改善。单片机和传感器技术对水位测量方式的变化起到了根本性作用。超声波也水涨船高，被大范围的使用。不过遗憾的是当下的发展水平不够高，超声波还不能在水位检测中发挥它全部的作用，所以如何最大化的利用超声波的特性在液位检测中的作用是一个值得研究的方向。
以后，超声波液位测量技术只会越来越完善，使用的地方也会越来越多。它能处理人们办不了的问题，也能够当作一种科学研究方法。尤其是在检测水位上，能够方便快速的得到水位情况，为进行其他事项做好铺垫。
现在，用科技来应付那些在平时生活中碰到的问题已经是一种随处可见的状态了，并且特别的有意义。从当前来看，超声波在医疗诊断、治疗、工程、生物等地方被大量的使用。与此同时，单片机也发挥出了它的能力，尤其是在器件自动控制上，它的地位是不可撼动的。超声波在水位测量中有很大的优势，其控制容易，操作方便，可以实现工业生产所需目的，所以它的发展前景以及市场需求是不可轻视的。
1.2发展状况
随着电子技术的发展，微波雷达测距、激光测距及超声波测距已相继出现。前面两种方法因为理解起来比较难，再加上生产的费用比较高，通常只是在军工中使用到。不过超声波测距因为它的技术难点一般比较低，民用延伸费用较低所以适于民用推广。所以这个技术它也能用来测量在工业中所需要的测距问题。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，能传播的更加远，不管是遇到什么成分的物体。所以超声波一般使用在对距离的测量，如测距仪和液位测量仪等都可以经过超声波来制作。超声波检测通常更快捷，方便，计算简单，容易实现实时控制，并且在测量精度上可以满足行业的实际要求，因此移动机器人的发展也得到了广泛的应用。随着自动测量和微机技术的发展，现在成熟的超声波测距已经进入人们的生活，使用超声波来测量距离也变得非常容易见到。它是一种不要碰到物体就能把距离给测出来方法。与电磁或光学方法等其他方法相比，不受光，被测物体颜色等影响。所以当测量对象处在各种极端环境下，比方说是在灰尘中，被电磁所打扰等，在短时间内就能够正常的工作起来。因此广泛应用于液位测量、车辆自动导航、物体识别等领域。如果在空气环境下去测量距离，反射的信号会特别简单的被接收到，因为在空气中，波速运动的缓慢，因此超声波有较高的识别能力，它的测量准度也比其他手段高。另外，超声波传感器构造容易理解、重量轻、运行出的结果比较令人容易理解。所以在这一次的设计中，也是选的超声波传感器，作为主要工具来测量水位的。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzdq/162.html
