avr的道路积水预警系统

引言
目录
一、 引言 1
(一) 道路积水预警系统的发展背景 1
(二) 便携式空气质量检测器的国内外发展现状 1
(三) 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 2
(一) 道路积水预警系统的方案设计 2
(二) Atmga16L处理器简介 2
(三) LCD1602液晶屏简介 3
(四) nRF905无线收发模组简介 4
(五) LCSW1水位传感器简介 5
三、 系统硬件设计 7
(一) 最小系统电路设计 7
(二) LCD602水位显示电路设计 8
(三) nRF905无线收发电路设计 8
(四) LTC1865数模转换电路设计 9
(五) 水位报警电路设计 9
(六) 按键电路设计 10
四、 系统软件设计 11
(一) 道路积水预警系统的主程序流程设计 11
(二) 液晶显示流程设计 12
(三) LTC1865模数转换流程设计 12
(四) 水位报警流程设计 13
五、 实物制作与安装 14
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 程序 22
引言
道路积水预警系统的发展背景
目前依靠传统的排水系统已经无法满足城市对道路积水的检测预警要求。21世纪半导体技术日新月异，电子电路的工艺也越发先进，得益于此数据的通讯方式也得到了极大的发展，可谓是种类十分的丰富。合理的选择通信方式进行城市管理对于城市的发展来说十分重要。在新闻报道中城市内涝的新闻不绝于耳，因此研发一种利用无线通信技术实时监测和预警道路积水的系统势在必行。在此背景下，本文设计了一款基于AVR单片机的道路积水预警系统。将终端监测Sensor分别安装在需要检测道路积水的路段，当发生雨雪等恶劣天气时，通过无线技术，实时的传输这些地 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072* 
点的积水深度，经过数据处理和分析，上传到城市指挥中心，供调度人员进行下一步的应对措施。
便携式空气质量检测器的国内外发展现状
近年来，雨季及气候异常引起的城市内涝给市政部门带来了巨大的压力，由强降雨引发的河水倒灌、道路水淹、交通堵塞、桥梁建筑损毁等，给国家和人民带来了巨大的经济甚至生命损失。为了降低内涝造成的损失，一方面要大力加强城市排水基础设施的建设；另一方面为掌握城市内涝状况、实现排水统筹调度，要对河道水位以及地道桥、低洼路段的积水水位进行实时监测，建立道路积水预警系统（城市道路积水监测预警系统）。随着科技的发展，对特定应用采取特殊的专用计算机的需求大为提升，因此嵌入式系统得到了空前的发展。单片机作为嵌入式系统的一种，由于价格低廉，功能强大，正成为许多企业研发各种嵌入式系统的主流选项。道路积水的情况作为跟人们生活息息相关的指标，一直是被关注的对象，本文设计的道路积水预警系统，可以检测道路的实时水位情况，这是一种基于单片机AVR的嵌入式系统。
本文主要研究内容
本论文结合了自身在大学期间所学到的单片机知识、模拟电路、数字电路和传感器等知识，设计一种基于AVR单片机的通用型道路积水预警系统。围绕该智能道路积水预警系统搭建终端传感器与AVR单片机的无线传输通信提出合理的数据通信方案，提出与之匹配的硬件和软体架构，按照此思路设计具体的操作和实现方法。本文要完成的任务是具体化道路积水预警系统中终端与AVR单片机模块的通信及无线模块通讯的模型搭建，主要是如何控制AVR单片机读取终端传感器的信息，信息传输部分，依托的是无线通讯模块。当然，本次毕业设计的重点是从此次动手设计中进一步掌握通用型嵌入式系统的开发流程，为以后踏入社会工作迈出第一步。
方案设计及元器件选择
道路积水预警系统的方案设计
本次设计的道路积水预警系统的整体框架构想是通过将数据采集终端传感器安装在需要进行道路积监测和预警的地区，通过终端传感器的数据采集得到当前的道路积水现状，传输给AVR单片机进行数据处理和分析，并将结果通过无线传输模块传到城市管理中心的无线通信模块上，该无线通信模块再将信息反映到AVR单片机中，最终，将信息反映到可视的显示屏上。为此，需要分别选择以下主要部分的模块：单片机Atmega16L、无线收发芯片nRF905、AD转换芯片LTC1865等。当然，还需要一些外围设备，如电源，串口等模组。能够实现的功能如下：
选用LTC1865芯片实现环境温度的实时采集
无线模组nRF905芯片可以实现数据的无线传输
单片机Atmega16L实现数据自动处理和逻辑判断
报警信号生成电路用于实现产生报警的功能,用于实现当积水水位超过报警阀值时进行报警
水位传感器LCSW1实时检测当前水位并向外部输出电压信号
按键模块用于实现设置报警阀值
图21为道路积水预警系统框图设计
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图21 道路积水预警系统框图设计
Atmga16L处理器简介
Atmga16L芯片拥有非常先进的RISC结构，因此，在数据存储擦写次数上达到了一万次，并且该芯片还可以加密用户编写的程序，可谓十分优秀。当然，对于芯片接口的选择也十分重要。该芯片拥有SPI接口，这样与无线收发模块的连接将变得简单可靠。作为一款8位AVR处理器，Atmga16L芯片采用了EEPROM，其使用寿命也达到了十万次。

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