基于单片机的鱼塘水位监测报警系统(附件)【字数：5207】
鱼类养殖对池塘的水位要求很严格。随着计算机科学和技术的成熟，人们在越来越多的领域里设计出了完整的自动生产系统。因此，实现鱼塘水位监测的自动化并进一步提高渔业相关活动的可靠性，以减少成本和产出损失是极其重要的。按照监测鱼塘水位的要求，水位控制系统是在建造在STC89C52单片机的基础上设计的。系统软件和硬件的设计和适应是可用的。设计出了水位监测、自动警报、电机马达控制和数码管等等的电路。其主要目的在于将主要控制系统录入单片机，使其能够正常运转，而其电路的主要用途则是控制整个系统，并且可以轻松地使用。此外，利用单片机技术，水位监测报警系统具有简单电路、低能源消耗和高精度等优点。
目录
引言 1
一、系统整体方案设计 2
二 、系统硬件设计与选用 3
（一）电源模块 4
（二）传感器模块 5
（三）数据处理单元 6
（四）显示模块 7
（五）报警模块 7
三、系统程序设计 8
（一）程序流程图 8
（二）程序算法实现 9
总结 10
参考文献 11
致谢 12
引言
现在活水养殖是我国养殖户的一种常用的淡水养殖方法。由于现代的水产养殖技术限制，目前情况是鱼塘看管水位工作主要由鱼塘的工作人员来定时进行考量和调节鱼塘的水位高度。但是呢，鱼塘的液体水平通常不能及时人工手动检查发现问题，一旦流动性处于过高或过低的水平，那么不可避免的会产出大的纰漏，并且使其生产成本会上升，这很得不偿失。不过以活水的饲养方式，根本不需要担心水里的含氧含量。关键的问题是，如何通过在指定的范围内控制鱼塘的排水流量，把水位控制住，与此同时，鱼塘内的水持续流动。因此啊，养殖户们严重关切的问题是怎么样才能有效地监控和报警鱼塘的水平面。
本文开发了的是一种监测水平面报警系统，它可以监测鱼类池塘的水位并报警。这个系统是用了单片机为核心，还包括了超声波传感器，报警电路，数码管等等。这个装置可实时监测鱼塘的水位水平，并在屏幕上显示水位。比如当鱼塘水位高于某一水平时，这一装置就开始了触发报警系统以实现吸引工作人员注意力的警报功能。这样，你的损失就可以由高或低的液体水平来减少， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
从而降低他们的生产成本。这将使鱼塘的液体高度监测实现完全自动化并提高监管的准确性，它可以克服不稳定和不可靠的人工监视因素，并且在一定程度上保证鱼类生产的安全。
在目前市场上呢，水位监测警报系统都是以极高的价格来卖的,它们大量消耗能源和准确性较低，弊端较大,因此设计一个简单、消耗低的的水位监测报警系统具有很大的意义和作用。
一、系统整体方案设计
就根据目前鱼塘中普遍存在的问题来分析，一个简易的鱼塘水位监测报警系统首先至少要实现水位实时监测、实时显示水位情况以及自动报警的功能，再然后还得考虑到是在户外进行监测，一些东西不太方便，还需考虑到电压的实时监测与显示等方面的问题，就是因为这些问题啊，因此我在本设计中采用了以STC89C52单片机做为数据处理单元来实现整个系统的水位控制。该项设计是以52单片机的硬件设计以及软件设计为基础的，里面包含了测量电路、液体水位控制以及水位显示和蜂鸣器报警系统等等。其具有实现对最高及最低水位的监测，当水位过高或过低时，可进行报警。其总体结构设计如图11 所示。从图 11 看，该水位监测报警系统中由水位采集模块对待测鱼塘中的水位进行采集，再将所采集的数据送单片机进行处理，处理完后送显示模块进行实时显示，若水位出现问题还会报警，以提醒养殖户对鱼塘中水位的控制。其中的电源模块主要实现对整个水位监测报警系统供电。
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图11系统总体设计框架
二 、系统硬件设计与选用
正如图1所示，我们可以知道，这个系统里的硬件主要由电源模块、数据处理、水位采集模块、显示器和报警系统等组成。
在本设计中，我选择的是以52单片机作为全系统中控制核心的设计，我认为非常好，这整个系统工作原理：首先用水位采集装置，也就是超声波传感器来监测一下水位，然后采集器会通过搜集到的水位来比较得出高低的电平信号，再使用监视器在屏幕上显示监视器生成的水位统计值，包括控制信号、控制警报等，从而达到了该设计的目的。问题的关键是，蜂鸣器出的声音是如何发出的，以及是否有调节的力度。如果水位超过警告按钮，蜂鸣器就会响起报警，如果水位太高或太低，也会触发警报。
52单片机是本设计的微控制器。52单片机拥有更高速度、更强弹性、更低用电量和更高绩效的优势。单片机的总体大小为较小，可用于集成设置。单片机与诺依曼的结构相关联，其基础就是中央处理器、振荡器以及其它的硬件设备。还有一些就是比较常用的外部IO口以及我们程序设计使用的五个中断口。52单片机的引脚图如图21所示。
图21 STC89C52单片机引脚图
（一）电源模块
在该监测系统中，因为监控系统在户外一般无法连接到外部电源原因，因此安装即插即用电源很麻烦。同时，监测系统必须监测不同水域的水质。电源的选择不太繁重，养殖户想买的话，可以选择由4个1.5 V的可充电电池组成，可以多次使用。然后通过稳定模块为每个模块提供能量。
（二）传感器模块
在现代科学技术中，传感器技术起着非常重要的作用。随着现代计算机技术的不断发展，我们的信息处理技术也在不断开展和改进。然而，作为一种信息传感器，它的开展比计算机的信息处理功能发展得更晚。这对自动监控技术产生了一定的影响，这直接影响了许多技术的进一步发展。由于这些原因，为了适应现代的信息处理技术的发展，越来越多的科学家和技术人员开始重视传感器技术。对于鱼塘水位监测系统而言，肯定是要传感器来测量水位的高度，因此对传感器的选择至关重要。
传感器能直接反映出水平面的高度，并对水位控制的准确性产生完全的影响，这会在很大程度上发挥重要的作用。还有水有导电性能，如果水位达到一定的高度，会根据导电性和内部电准，可以分析出水位的高度。这样一来，用不了钱就能判断水位高度，而操作很简单，并且你可以自由调整你想要的高度。
目前市场上普遍使用的是投入式、探头式水位传感器。这两个传感器有相同的缺点，就是昂贵的，而且容易长时间会导致其生锈和腐蚀。这间接地增加了渔民们的负担。因此，该系统采用超声波测距法收集鱼池水位。该方法不需要接触被测鱼塘，还不受任何鱼塘边缘电磁干扰，不怕强腐蚀性液体等，其响应速度块可以实时测量，不需要偏移时间。原理上，该水位测量方法是发射探头在池塘发出的 40kHz 频率的脉冲信号，这个信号呢，会经过空气传播至待测的鱼塘液面后，再反射回接收探头，此时经特殊电路计算出从发射到接收之间的时间，根据空气中的声速，就能得到超声波传感器至待测液面的高度，就可以确定鱼塘水位高度了。声波传感器测量的对象池塘水位测量水位测量物体所反射的程度被测物体在空气和水在接受放射性探针都是经过严格测试的。根据脉冲信号的频率40 kHz，它的计算公式是S=V×T÷2=Vx(T1TD)÷2，其中v是传输的介质中速度，s是超声超声波距离传感器到水面的距离，T是发出与接收期间的时间差，T1为接收时刻；T0 为发出时刻。在这个阶段，只需使用单片机就可以用软件编制公式，就可以测量鱼塘的水位。该系统采用超声模块HCSR04作为水位采集模块，集成了信号采集和处理电路。价格适中，体积小，不需要外部电路，可直接连接到单片机。
目录
引言 1
一、系统整体方案设计 2
二 、系统硬件设计与选用 3
（一）电源模块 4
（二）传感器模块 5
（三）数据处理单元 6
（四）显示模块 7
（五）报警模块 7
三、系统程序设计 8
（一）程序流程图 8
（二）程序算法实现 9
总结 10
参考文献 11
致谢 12
引言
现在活水养殖是我国养殖户的一种常用的淡水养殖方法。由于现代的水产养殖技术限制，目前情况是鱼塘看管水位工作主要由鱼塘的工作人员来定时进行考量和调节鱼塘的水位高度。但是呢，鱼塘的液体水平通常不能及时人工手动检查发现问题，一旦流动性处于过高或过低的水平，那么不可避免的会产出大的纰漏，并且使其生产成本会上升，这很得不偿失。不过以活水的饲养方式，根本不需要担心水里的含氧含量。关键的问题是，如何通过在指定的范围内控制鱼塘的排水流量，把水位控制住，与此同时，鱼塘内的水持续流动。因此啊，养殖户们严重关切的问题是怎么样才能有效地监控和报警鱼塘的水平面。
本文开发了的是一种监测水平面报警系统，它可以监测鱼类池塘的水位并报警。这个系统是用了单片机为核心，还包括了超声波传感器，报警电路，数码管等等。这个装置可实时监测鱼塘的水位水平，并在屏幕上显示水位。比如当鱼塘水位高于某一水平时，这一装置就开始了触发报警系统以实现吸引工作人员注意力的警报功能。这样，你的损失就可以由高或低的液体水平来减少， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
从而降低他们的生产成本。这将使鱼塘的液体高度监测实现完全自动化并提高监管的准确性，它可以克服不稳定和不可靠的人工监视因素，并且在一定程度上保证鱼类生产的安全。
在目前市场上呢，水位监测警报系统都是以极高的价格来卖的,它们大量消耗能源和准确性较低，弊端较大,因此设计一个简单、消耗低的的水位监测报警系统具有很大的意义和作用。
一、系统整体方案设计
就根据目前鱼塘中普遍存在的问题来分析，一个简易的鱼塘水位监测报警系统首先至少要实现水位实时监测、实时显示水位情况以及自动报警的功能，再然后还得考虑到是在户外进行监测，一些东西不太方便，还需考虑到电压的实时监测与显示等方面的问题，就是因为这些问题啊，因此我在本设计中采用了以STC89C52单片机做为数据处理单元来实现整个系统的水位控制。该项设计是以52单片机的硬件设计以及软件设计为基础的，里面包含了测量电路、液体水位控制以及水位显示和蜂鸣器报警系统等等。其具有实现对最高及最低水位的监测，当水位过高或过低时，可进行报警。其总体结构设计如图11 所示。从图 11 看，该水位监测报警系统中由水位采集模块对待测鱼塘中的水位进行采集，再将所采集的数据送单片机进行处理，处理完后送显示模块进行实时显示，若水位出现问题还会报警，以提醒养殖户对鱼塘中水位的控制。其中的电源模块主要实现对整个水位监测报警系统供电。
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图11系统总体设计框架
二 、系统硬件设计与选用
正如图1所示，我们可以知道，这个系统里的硬件主要由电源模块、数据处理、水位采集模块、显示器和报警系统等组成。
在本设计中，我选择的是以52单片机作为全系统中控制核心的设计，我认为非常好，这整个系统工作原理：首先用水位采集装置，也就是超声波传感器来监测一下水位，然后采集器会通过搜集到的水位来比较得出高低的电平信号，再使用监视器在屏幕上显示监视器生成的水位统计值，包括控制信号、控制警报等，从而达到了该设计的目的。问题的关键是，蜂鸣器出的声音是如何发出的，以及是否有调节的力度。如果水位超过警告按钮，蜂鸣器就会响起报警，如果水位太高或太低，也会触发警报。
52单片机是本设计的微控制器。52单片机拥有更高速度、更强弹性、更低用电量和更高绩效的优势。单片机的总体大小为较小，可用于集成设置。单片机与诺依曼的结构相关联，其基础就是中央处理器、振荡器以及其它的硬件设备。还有一些就是比较常用的外部IO口以及我们程序设计使用的五个中断口。52单片机的引脚图如图21所示。
图21 STC89C52单片机引脚图
（一）电源模块
在该监测系统中，因为监控系统在户外一般无法连接到外部电源原因，因此安装即插即用电源很麻烦。同时，监测系统必须监测不同水域的水质。电源的选择不太繁重，养殖户想买的话，可以选择由4个1.5 V的可充电电池组成，可以多次使用。然后通过稳定模块为每个模块提供能量。
（二）传感器模块
在现代科学技术中，传感器技术起着非常重要的作用。随着现代计算机技术的不断发展，我们的信息处理技术也在不断开展和改进。然而，作为一种信息传感器，它的开展比计算机的信息处理功能发展得更晚。这对自动监控技术产生了一定的影响，这直接影响了许多技术的进一步发展。由于这些原因，为了适应现代的信息处理技术的发展，越来越多的科学家和技术人员开始重视传感器技术。对于鱼塘水位监测系统而言，肯定是要传感器来测量水位的高度，因此对传感器的选择至关重要。
传感器能直接反映出水平面的高度，并对水位控制的准确性产生完全的影响，这会在很大程度上发挥重要的作用。还有水有导电性能，如果水位达到一定的高度，会根据导电性和内部电准，可以分析出水位的高度。这样一来，用不了钱就能判断水位高度，而操作很简单，并且你可以自由调整你想要的高度。
目前市场上普遍使用的是投入式、探头式水位传感器。这两个传感器有相同的缺点，就是昂贵的，而且容易长时间会导致其生锈和腐蚀。这间接地增加了渔民们的负担。因此，该系统采用超声波测距法收集鱼池水位。该方法不需要接触被测鱼塘，还不受任何鱼塘边缘电磁干扰，不怕强腐蚀性液体等，其响应速度块可以实时测量，不需要偏移时间。原理上，该水位测量方法是发射探头在池塘发出的 40kHz 频率的脉冲信号，这个信号呢，会经过空气传播至待测的鱼塘液面后，再反射回接收探头，此时经特殊电路计算出从发射到接收之间的时间，根据空气中的声速，就能得到超声波传感器至待测液面的高度，就可以确定鱼塘水位高度了。声波传感器测量的对象池塘水位测量水位测量物体所反射的程度被测物体在空气和水在接受放射性探针都是经过严格测试的。根据脉冲信号的频率40 kHz，它的计算公式是S=V×T÷2=Vx(T1TD)÷2，其中v是传输的介质中速度，s是超声超声波距离传感器到水面的距离，T是发出与接收期间的时间差，T1为接收时刻；T0 为发出时刻。在这个阶段，只需使用单片机就可以用软件编制公式，就可以测量鱼塘的水位。该系统采用超声模块HCSR04作为水位采集模块，集成了信号采集和处理电路。价格适中，体积小，不需要外部电路，可直接连接到单片机。
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