变电站房屋漏水在线监测系统的
摘 要如今在各个居民住宅小区以及商场、公司、工厂附近都坐落着不少的变电站，这些变电站在维持千家万户的生活以及商业工业机构设施的正常运作方面扮演了重要角色，而变电站的房屋出现漏水则会对其正常的运作造成极大的影响，也可能会引起一些损失甚至危险，因此，对于变电站房屋漏水的在线监测十分重要。对于建筑房屋防水层出现漏水问题的时候，国内外比较成熟的监测技术一般有如下几种：局部保护判断法、局部拆除观察法、蓄水试验法、气体压入法等。以上这些方法与本课题中提出的方法相比，本课题中的方法在操作上更为简便，成本上更为低廉。本课题提出的监测方法，通过用两个金属电极代替一个电容接在基于NE555计时IC的振荡电路，借助该电路将两个金属电极之间极其微小的电容值转换成一个频率很容易被检测出的方波信号，从而由AT89S52单片机通过外部中断接受处理，进而实现显示与报警等在线检测功能。监测核心采用NE555计时IC，使得整个系统的测量精度以及抗干扰性大大提升，所以变电站周围的磁场和电场干扰可以被很大程度的削弱。经过实际测试，显示出该设计方法是可行的，发生漏水后检测到方波的频率的变动很明显，可以满足实际监测的需求。本设计经过进一步的优化改良，一旦投入实际的使用，不仅抗干扰能力强，测量精度高，并且也能节约人力，降低检测成本，产生一定的社会效益。摘 要 Ⅰ
目 录
Abstract Ⅱ
第1章 绪论 1
1.1 发展现状 1
1.2 选题背景 1
1.3 选题意义 2
1.4 论文章节安排 3
第2章 在线监测系统的总体设计方案 4
2.1 系统总体设计方案 4
2.2 系统的硬件部分总体设计方案 5
2.2.1 硬件方案选择 6
2.2.2 EDA软件PROTEL 8
2.3 系统的软件部分总体设计方案 9
2.4 本章小结 9
第3章 系统的硬件设计 10
3.1 数据采集器 10
3.1.1 NE555振荡电路发生模块 10
3.1.2 AT89S52单片微控制器最小系统模块 12
3.1.3 电源模块 13
3.1.4 LCD
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
1602液晶显示模块 14
3.2 RS485串行通信总线 15
3.2.1 RS485接口芯片MAX485 15
3.2.2 接口模块 16
3.3 本章小结 17
第4章 系统的软件设计（下位机） 18
4.1 系统的软件设计（下位机）总体设计 18
4.2 数据采集器软件设计 19
4.2.1 数据处理模块 19
4.2.2 漏水监测模块 20
4.2.3 LCD1602液晶显示模块 22
4.3 RS485串行通信接口的软件设计 24
4.4 本章小结 25
第5章 系统的软件设计（上位机） 26
5.1 系统的软件设计（上位机）总体设计 26
5.2 上位机开发环境 26
5.3 软件设计（上位机）设计 27
5.3.1 软件设计（上位机）界面 27
5.3.2 软件设计（上位机）程序设计 28
5.4 本章小结 31
第6章 系统测试 32
6.1 系统功能测试 32
6.1.1电源模块 32
6.1.2 AT89S52单片机最小系统模块 32
6.1.3 NE555振荡电路发生模块 33
6.1.4 LCD1602液晶显示器模块 33
6.1.5 RS485串行通信电路模块 34
6.2 系统测试结果及分析 34
6.3 本章小结 35
第7章 总结与展望 36
7.1 总结 36
7.2 展望 37
致谢 39
参考文献 40
附录、附图 43
附图1 实物图 43
附图2 电路板PCB图 44
英文翻译 46
第1章 绪论
发展现状
目前，我国的房屋普遍存在漏水的问题，平均漏水率接近20%，有些地区的房屋漏水尤为严重。房屋漏水会影响到人们的日常生活与生产，供水管道则会造成水资源的浪费，而变电站的漏水现象，不仅影响到一个地区的生活生产活动，也造成的相当大的社会资源损失。
如今国内的漏水检测技术面临许多难题，自上世纪八十年代以来，国内的很多变电站有自己专门的检漏队伍，并配备有相应的检测设备与技术。目前传统检漏技术大概包括浸水传感器、声波检测、局部检测、红外检测、示踪检测等[1]。由于漏水检测是一项长期且难度很大的工作，仅仅依靠传统检漏技术，往往会耗费大量的人力财力，严重影响了检漏的精度与效率。
对国内情况相对，国外的检漏技术一直走在中国之前。随着时代的进步，各种前卫的技术的出现使得检漏技术也在不断地进步。检漏技术比较先进的国家主要集中为英国、日本、法国、德国、加拿大等国，其中，德国以其检测距离最长闻名；加拿大的传感器检漏法以其精确度闻名全世界，通过检漏传感器能够检测漏水点，并根据信号到达而传播的时间差来对其进行分析。今年来，我国也逐渐开发出越来越新颖的检漏技术，适用于各种管道、房屋检漏上来。
总而言之，在检漏技术上，我国与发达国家仍存在比较大的差距，检漏工作任重而道远。提高检漏技术的精度，可以极大效率地提高社会的生产效率和社会效益，对创建“生态社会”意义重大。
1.2 选题背景
建筑物的防水层发生渗漏时，想要确定渗漏部位比较困难。在很长的时间里，技术人员和施工人员主要通过目测的方法来对外露防水层进行检测，而面对带复合结构或者刚性保护层的防水层[2]，这一系列检测就很难进行下去，所以，随着当今科技技术的不断发展，渗漏检测技术不断发展，发挥着积极的成效。如今，国内外比较成熟的检测技术方法[3]主要有：
（1）局部保护判断法：使用面积固定的完整防水材料覆盖或者密封防水层，然后在周围洒水或者在雨后进行观察，从而来判断是否有渗漏存在。但是该法只试用于小面积检测并且十分耗时。
（2）蓄水试验法：在可能渗漏的部位进行洒水或者蓄水的试验[4]。该方法必须要求技术人员具备相当专业的检测知识和经验方可实行。
（3）气体压入法：该方法通过将气体沿被水渗漏的反方向送入，然后用气体探测器[5]判定具体的渗漏位置。但是采取这种方法的建筑物不宜密封，并且无法排除其他造成气体泄漏的原因，故该方法的应用面很窄。
（4）示踪法：将掺入发光物质的检测液体从可能的渗漏部位注入，经过一段时间之后，使用探测器探测便可以知道发生渗漏的具体位置以及路径了。该方法与第一种的缺点相同，不适合面积大的建筑层，也相当耗费时间。
（5）红外摄像法：渗水处于不发生渗漏的建筑层之间会产生一定的温度差，
只要采用红外摄像仪就能发现渗漏部位的精确位置了[6]。该方法的局限是很受外界坏境与温度的影响。
目 录
Abstract Ⅱ
第1章 绪论 1
1.1 发展现状 1
1.2 选题背景 1
1.3 选题意义 2
1.4 论文章节安排 3
第2章 在线监测系统的总体设计方案 4
2.1 系统总体设计方案 4
2.2 系统的硬件部分总体设计方案 5
2.2.1 硬件方案选择 6
2.2.2 EDA软件PROTEL 8
2.3 系统的软件部分总体设计方案 9
2.4 本章小结 9
第3章 系统的硬件设计 10
3.1 数据采集器 10
3.1.1 NE555振荡电路发生模块 10
3.1.2 AT89S52单片微控制器最小系统模块 12
3.1.3 电源模块 13
3.1.4 LCD
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
1602液晶显示模块 14
3.2 RS485串行通信总线 15
3.2.1 RS485接口芯片MAX485 15
3.2.2 接口模块 16
3.3 本章小结 17
第4章 系统的软件设计（下位机） 18
4.1 系统的软件设计（下位机）总体设计 18
4.2 数据采集器软件设计 19
4.2.1 数据处理模块 19
4.2.2 漏水监测模块 20
4.2.3 LCD1602液晶显示模块 22
4.3 RS485串行通信接口的软件设计 24
4.4 本章小结 25
第5章 系统的软件设计（上位机） 26
5.1 系统的软件设计（上位机）总体设计 26
5.2 上位机开发环境 26
5.3 软件设计（上位机）设计 27
5.3.1 软件设计（上位机）界面 27
5.3.2 软件设计（上位机）程序设计 28
5.4 本章小结 31
第6章 系统测试 32
6.1 系统功能测试 32
6.1.1电源模块 32
6.1.2 AT89S52单片机最小系统模块 32
6.1.3 NE555振荡电路发生模块 33
6.1.4 LCD1602液晶显示器模块 33
6.1.5 RS485串行通信电路模块 34
6.2 系统测试结果及分析 34
6.3 本章小结 35
第7章 总结与展望 36
7.1 总结 36
7.2 展望 37
致谢 39
参考文献 40
附录、附图 43
附图1 实物图 43
附图2 电路板PCB图 44
英文翻译 46
第1章 绪论
发展现状
目前，我国的房屋普遍存在漏水的问题，平均漏水率接近20%，有些地区的房屋漏水尤为严重。房屋漏水会影响到人们的日常生活与生产，供水管道则会造成水资源的浪费，而变电站的漏水现象，不仅影响到一个地区的生活生产活动，也造成的相当大的社会资源损失。
如今国内的漏水检测技术面临许多难题，自上世纪八十年代以来，国内的很多变电站有自己专门的检漏队伍，并配备有相应的检测设备与技术。目前传统检漏技术大概包括浸水传感器、声波检测、局部检测、红外检测、示踪检测等[1]。由于漏水检测是一项长期且难度很大的工作，仅仅依靠传统检漏技术，往往会耗费大量的人力财力，严重影响了检漏的精度与效率。
对国内情况相对，国外的检漏技术一直走在中国之前。随着时代的进步，各种前卫的技术的出现使得检漏技术也在不断地进步。检漏技术比较先进的国家主要集中为英国、日本、法国、德国、加拿大等国，其中，德国以其检测距离最长闻名；加拿大的传感器检漏法以其精确度闻名全世界，通过检漏传感器能够检测漏水点，并根据信号到达而传播的时间差来对其进行分析。今年来，我国也逐渐开发出越来越新颖的检漏技术，适用于各种管道、房屋检漏上来。
总而言之，在检漏技术上，我国与发达国家仍存在比较大的差距，检漏工作任重而道远。提高检漏技术的精度，可以极大效率地提高社会的生产效率和社会效益，对创建“生态社会”意义重大。
1.2 选题背景
建筑物的防水层发生渗漏时，想要确定渗漏部位比较困难。在很长的时间里，技术人员和施工人员主要通过目测的方法来对外露防水层进行检测，而面对带复合结构或者刚性保护层的防水层[2]，这一系列检测就很难进行下去，所以，随着当今科技技术的不断发展，渗漏检测技术不断发展，发挥着积极的成效。如今，国内外比较成熟的检测技术方法[3]主要有：
（1）局部保护判断法：使用面积固定的完整防水材料覆盖或者密封防水层，然后在周围洒水或者在雨后进行观察，从而来判断是否有渗漏存在。但是该法只试用于小面积检测并且十分耗时。
（2）蓄水试验法：在可能渗漏的部位进行洒水或者蓄水的试验[4]。该方法必须要求技术人员具备相当专业的检测知识和经验方可实行。
（3）气体压入法：该方法通过将气体沿被水渗漏的反方向送入，然后用气体探测器[5]判定具体的渗漏位置。但是采取这种方法的建筑物不宜密封，并且无法排除其他造成气体泄漏的原因，故该方法的应用面很窄。
（4）示踪法：将掺入发光物质的检测液体从可能的渗漏部位注入，经过一段时间之后，使用探测器探测便可以知道发生渗漏的具体位置以及路径了。该方法与第一种的缺点相同，不适合面积大的建筑层，也相当耗费时间。
（5）红外摄像法：渗水处于不发生渗漏的建筑层之间会产生一定的温度差，
只要采用红外摄像仪就能发现渗漏部位的精确位置了[6]。该方法的局限是很受外界坏境与温度的影响。
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