智能给水系统的设计和实现 电气工程管理专业VIP专享VIP免费

摘要改革开放以来，我国社会飞速发展，人们的生活水平逐渐提高，对水的要求越来越高。水对人们生产生活至关重要，长期停水会给人们的生产生活带来不便，甚至发生较大的经济损失或者生产事故。因而，给水系统要时刻保持充足的水量与平稳的水压，避免供水事故的发生，为了解决上述问题，笔者进行了合理的设计，构建水压稳、水量足的给水系统。传感器的诞生推动自动化技术的升级，影响自动化技术的发展，尤其是传感器的性能。传感器种类不同应用的领域不同，在液位检测这一方面，发转的也是多样化，与标准大气压相比，压力传感器的相对压力为0，将压力传感器放置在一定深度的液体内，能够快速测量液体的压强。这个设计旨在对水箱水位的检测，自动或者手动的对水箱里的对水位进行控制。系统主要以STC89c51单片机作为主控的芯片，按键还可以对系统水位的上、下限进行调整，水位低于下限值由ADC0832A/D转换模块、继电器驱动模块、LCD1602液晶显示模块、按键设定模块、D3B水位传感器模块、单片机最小系统组成。STC89c51系列单片机拥有较多的资源、运算的速度比较快速，适用于相对较强的干扰和运算速度较快的机器或者设备。在电磁继电器开环控制或者水压力传感器闭环操控电机的运转进行抽水实现对水位的检测与系统的控制。1、概述水位的检测在我国已比较的普及，现在已经有多种规格的水位检测器，依据检测原理，将水位检测器分为四种类型，即压力式、吹气式、浮子式、超声波式。每类水位检测器的功能都有所不同，其量程、设备构造、要求的测量精度、制作的成本等运用于其不同的水体，大部分水位监测器的生产成本较高，结构较为复杂；弹簧式、投入式、浮球式水位检测计是目前国内应用范围较广的水位检测计，售价高昂。上述水位检测计不能适于远程监控，少数以机械指针读数，其余均通过模拟电压或电流读数，会有读书误差不是很精确；比较适于平静的水体，倘若水体波动，检测计的读数不准确，误差较大；此外，还可以利用电容法检测水位，此法操作简单。为了解决上述问题，笔者依据水压传感器测水体水位的原理，设计并构建了新型智能水位控制与检测器，该系统的核心部件是STC89C51单片机。笔者在大学期间掌握了水压传感器、大学物理、51单片机系统的理论知识，以此为基础设计制造了智能水位控制与检测器。此次毕业设计不仅扩展了想象空间、提升了创新能力，还掌握相关课程理论知识和巩固对传感器的基础使用，通过水压传感器对水位的测量与控制，对连接各个电路模块，理解掌握单片机系统原理及其实际应用，进而提升笔者的应用理论知识的能力，深入了解单片机相关理论知识。当前，水压传感器的性能越来越优良，广泛应用至科研、农业、工业、日常生活中。笔者整理、总结、记录水压传感器D3B测量的水位值及输出电压，反复测量，经过大量的计算形成相关函数。水压传感器输出相应的电压并显示水体压力，ADC0832芯片收集这些电压信号并将其转变为0/1的数字信号。虽然目前水位检测器的使用范围较广，但由于价格高昂，人们在日常的生活中还不能使用精度较高的水位控制与检测器。因此在本次设计中应更为创新，利用更便宜器材设计生产出更加实用于市场的水箱水位检测与控制器。2、整体系统和主要器件选择介绍2.1方案论证（1）选择本系统的主控器件方案一：选择ARM7为系统的主控器件，缺点：市场竞争压力大，浪费资源，价格昂贵。优点：资源丰富，响应速度快。方案二：选择STC89C51做为主控器件，优点：价格较便宜，可以控制电动机与单片机，相应速度较快，可以满足系统的运行需要，完成相应的功能，外围电路比较简单。所以，STC89C51单片机能够发挥其独特优势，具备可位寻址操作功能与控制功能，成本低廉，充分利用资源。因而，笔者认为方案二更适合本系统，不但可以提升系统的市场竞争力，还能减少成本，外围电路的构造也比较简单。（2）选择合适的水压传感器水压传感器收集水压信号，依据水压的变化输出线性变化的电压信号，并显示对应的水位高度。方案一：选择桥式压力传感器应变片是桥式压力传感器的关键元件，水压不同，应变片的应力变形不同，桥式压力传感器以此测量水压。当应变片发生应力变形时，...