计算机液位监测系统
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题目: 计算机液位监测系统设计
课程: 计算机控制技术
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2010年11月18日
计算机液位监测系统设计
摘要：随着现代工业社会的日益发展和完善，液位是工厂过程中最常见参数，具有便于直接观察、容易测量和过程控制等特点。所以，以液位过程构成实验系统，
可灵活地进行过程组态和实施各种不同的控制方案[]2,1。本文采用计算机控制技
术，提出设备液位监测系统，及其原理图、相关程序以及功能分析，并通过实例加以说明。为了了解计算机液位监测系统设计，设计方案、原理图、程序、软件调试与仿真逐步开展最终设计出需要解决的液位监测显示。最后对数据进行详细分析，得出正确结果。本文不足之处，还请谅解！
关键词：计算机控制技术；液位监测系统；监测原理
Computer level monitoring system design ABSTRACT：With the development of modern industrial society increasingly development and perfection, liquid level is the most common factory process parameters, so it has easy direct observation, easy to measure and process control, etc.
So, with liquid level process experiment system can constitute flexibly process configuration and implementation of all sorts of different control scheme[]2,1. This paper adopts computer control technology, proposed the equipment level monitoring system, and its principle diagram, relevant procedures and functional analysis, and with some examples. In order to understand the computer level monitoring system design, design scheme, diagram, procedures, software debugging and simulation gradually develop finally designed to solve level monitoring display. Finally, a detailed analysis of data obtained the right result. In this paper the deficiency, but also please forgive!
Keywords: Computer control technology:；Liquid level control system；The control principle
0引言
本设计中，液位控制系统由液位数据检测、单片机控制和键盘显示等三部分组成，用来实现对液位的监测与自动控制。液位数据监测部分是由多侧电位器制作的监测装置及A/D转换芯片组成。
控制部分主要由单片机、8255芯片以及相应的接口电路组成。显示部分由LED数码管、发光二极管两部分组成。在本设计中，较好地实现了水位监测与控制功能，和普通液位控制相比，还具备成本低、抗干扰性好等优点。
1硬件设计
1.1设计目的
为了便于实时监测液位控制原理的软件调试，将系统中需要采集的液位信号用滑动变阻器替代模拟液位变化的数据显示，用ADC0808对模拟信号进行转换，转换结构送段码管显示，同时用发光二极管显示转换值的二进制码。5位数码管的前三位显示“Ad_”字样，后两位显示A/D转换结果，采用串行显示
1.２ 电路原理图设计
图１－２ 设计电路流程示意图 Figure 1-2 Crcuit design flow diagram
依据流程示意图拟出元器件清单列表如下
表2-1 元件清单
元件名称 所属类
所属子类 AT89C51 Microprocessor ICs
8051 Family CAP Capacitors Generic CAP-POL Capacitors Generic CRYSTAL Miscellaneous 一 RES Resistor Generic BUTTON Switches & Relay Switches LED-YELLOW
Operoelectronics LED NOT
Simulator Primitives Gate
7SEG-COM-CAT-GRN
Operoelectronics 7-Segment Displays 74LS02 TTL 74LS series Gates & Inverters 74LS373 TTL 74LS series Filp-Flop & Latches
74LS164 TTL 74LS series Resistors ADC0808 Data Converters A/D Converters
POT-HG Resistors Variable RES-VAR
Resistors
Variable
时钟电路
CPU AT89C51
复位电路
锁存器
串行输出电路
LED 显示
采集信号装置
模数转换器
发光二极管显示
驱 动 电 路
打开Proteus 7.1 ISIS 编辑环境，按上表中添加清单元器件并绘制下图
所示原理图
设计电路说明：
（1）AT89c51为单片机的CPU ，外接旁路电路：时钟电路、复位电路；
引脚P0.0-P0.7功能是将74LS373锁存器传输来的信号作为数据输人端，而将P1.0-P1.7作为数据输出端，给发光二极管传输转换后的模拟信号；引脚P3.0和P3.1分别作为数据输出和时钟频率信号。
（2）74LS373锁存器功能将ADC0808转换后的信号锁存并传输给单片机。
（3）ADC0808通过引脚28号（IN2）将滑动变阻器阻值变化产生的信号采集，并在7号引脚（EOC ）的作用下实现模数转换。
（4）74LS164移位器的功能是将单片机传输来的信号按程序循环给5个LED ，并驱动LED 点亮。
（5）74LS02（或非门）功能是为ADC0808提供驱动电路。 （6）发光二极管为检验器端数码显示管LED 正确显示的对照比较电路。 （7）U3（CLOCK ）为外部时钟信号驱动电路，所加频率12HZ 。且输入的是下降引有效的方波信号，当EOC 为高电平时，表明转换结束；否则，表明在进行A/D 转换。
图２－１ ADC 模数转换原理图
Figure 2-1 ADC frequency-field principle diagram
2程序设计
2.1 程序流程
３.２源程序
DBUF0 EQU 30H TEMP EQU 40H DIN
BIT
0B0H CLK BIT 0B1H
ORG 0000H
START:
MOV R0, #DBUF0 ;显示缓冲器存放 0AH,0DH,-,0XH
MOV @R0,#0AH ;DDBUF0 (30H ）赋值
INC R0
;DBUF1 (31H)
MOV @R0,#0DH
INC
R0
A\D 转换结果送DEBUF3
A ←@DPTR
开始 1
DEBUF 赋初始值
DPTR ←#FEF3H
A ←#0
@DPTR ←A
保护现场B ←A
A 的内容高4位清零
SWAP A 取结果A ←B
A ←@DPTR
ACALL DELAY
ACAAL DISP1
结果低4位送DEBUF4
ANL A,#0FH
返回开始
1 1
1
结果送发光二极管P1←A
P3.3←$ ?
否
是
图3.1程序流程示意图
Figure 3.1 Program flow diagram
MOV @R0,#10H
INC R0
MOV DPTR,#0FEF3H ;ADC0808 A/D地址
MOV A,#0 ;清零
MOVX @DPTR,A ;启动AD转换
JNB P3.3,$ ;等待EOC为高电平转换结束
MOVX A,@DPTR ;读入转换结果
MOV P1,A ;转换结果送入发光二极管
MOV B,A ;累加器内容存入B中
SWAP A ;A的内容高4位与低4位交换
ANL A,#0FH ;A的内容高4位清零
XCHD A,@R0 ;A/D转换结果高4位送入DBUF3
INC R0
MOV A,B ;读出A/D转换后的结果
ANL A,#0FH ;A的内容高4 位清零
XCHD A,@R0 ;结果低位送入DBUF4（34H）
ACALL DISP1 ;调用显示子程序
ACALL DELAY ;调用延时子程序
AJMP START
DISP1:
MOV R0,#DBUF0 ;显示子程序
MOV R1,#TEMP+4
MOV R2,#5
DP10:
MOV DPTR,#SEGTAB ;表头地址
MOV A,@R0 ;把R0所对应的值给ACC
MOVC A,@A+DPTR ;开始查表
MOV @R1,A ;查表所得内容放到R1中
INC R0
DEC R1
DJNZ R2,DP10
MOV R0,#TEMP ;段码地址指针
MOV R1,#5 ;循环次数
DP12:
MOV R2,#8 ;移位次数
MOV A,@R0 ;取段码
DP13: RLC A;段码左移
MOV DIN,C ;输出一位段码
CLR CLK ;发送一个位移脉冲
SETB CLK
DJNZ R2,DP13
INC R0
DJNZ R1,DP12
RET
SEGTAB: ;查表地址
DB 3FH,6,5BH,4FH,66H,6DH
DB 7DH,7,7FH,6FH,77H,7CH
DB 58H,5EH,79H,71H,0,40H
DELAY: MOV R4,#0AFH
AA1: MOV R5,#0FFH
AA: NOP
NOP
NOP
DJNZ R5,AA
DJNZ R4,AA1
RET
END
４.软件调试与仿真
４.１程序调试
（1）打开Keil Vision 3，新建KEIL项目，选择AT89C51单片机作为CPU，新建汇编源文件，编写程序，并将其导入到“Source Group 1”中。在"Option for Target"对话框中，选中”Output“选项卡中的”Create HEX File"选项和“Debug”选项卡中的“Use：Proteus VSM Simula”选项。编译汇编源程序，改正程序中的错误。如下图４－１所示
图４－１程序编译环境
Figure 4-1 P rogram compiled environment （2）在Priteus ISIS中，选中ADT89C51并单击鼠标左键，打开“Edition Component”对话框中，设置单片机晶振频率为12MHZ，在此窗口中的“program file”栏中，选择先前用KEIL生成的.HEX文件。在PROteus ISIS的菜单栏中选择“file”并“Save Design“选项，保存设计。在Priteus ISIS 的菜单栏中，打开”Debug“下拉菜单，在菜单中选中”Use Remote Debug Monitor“选项，以支持与keil的联合调试.。如图４－２所示。
（3）在Keil的菜单栏中选择”Debug”并“Start/stop Debug Session”选项，
或者直接单击工具栏中的“Debug>Start/stop Debug Session”图标，进入程序
调试环境。按“F5”键，顺序运行程序。调出Priteus ISIS 界面，如图4-2所示
４.２运行结果分析
调节滑动变阻器，使其相应阻值发生变化，例如图中此时的电阻占比为92%。由ADC0808通过28号引脚采集滑动变阻器两端电压值的电信号转换成8位二进制数通过引脚OUT1-OUT8输出给74LS373锁存， 锁存的信号又经AD0-AD 7流入CPU ，此时将此信号传输给P1.0-P1.7，D1-D4为第4个LED 灯显示的结果（注意原理图从左至右数第4个灯），而D5-D8为第5个LED 灯显示的结果。引起相应点亮发光二极管，而通过CPU 引脚P3.0将信号传输到74LS164移位器，在时钟信号的作用下，LED 循环显示转换结果“Ａｄ＿７６＂．满足5位数码管的前三位显示“Ad_”字样，后两位显示A/D 转换结果，所以程序和设计的软件符合设计的要求。
5 结语
这次课程设计从题目的选取，又让我重新回顾了下课本，对计算机控制技术知识了解更全面，尤其加深了对计算机控制接口技术认知水平；另外依次从系统的总体方案设计、硬件设计、软件设计、系统的调试与运行，这些对计算机控制系统设计步骤提高了认识；在这次翻阅资料中又使我受益匪浅，不仅让我更深层次地学习了课本又让我对单片机知识在计算机应用中得到了启发，而且程序仿真也使我感受颇深，虽然程序的编译一再出错，但是最后还是克服了困难，将最终正确的结果调试成功，感到很有成就感；最后感谢老师这次别具一格的论文选题，让我受益匪浅！
图４－2 Priteus ISIS 调试环境
Figure 4-2 Priteus ISIS debugging environment
参考文献：
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100 microcomputer application instance (3) : 56-62
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HeLiMin. MCS - 51 series microcomputer application system design - the system configuration and interface technology. Beijing aerospace university press. 199
水位远程监测系统方案
水位远程监测系统 方案
水位远程监测系统方案上海智达电子有限公司
目录 一、客户需求....................................................................................2二、方案概述....................................................................................2三、系统组成....................................................................................2 3.1控制中心主站 (3) 3.2通讯网络....................................................................................3 3.3现场主要监测设备 (3) 四、地下水位监测系统主要特点 (4) 五、系统软件功能及特点 (5) 5.1功
能..........................................................................................5 5.2特点..........................................................................................6六、主要硬件设备概述 (9) 6.1G P R S无线通讯设备 (10) 6.2水资源控制器 (11) 6.3水位计 (14) 6.4室外专用监测箱 (16) 6.5开关电源 (17)
液位监控系统49
综合设计 设计题目：液位监控系统组态设计班级：计082-1 姓名：何礼芹 学号：200825502149 时间：2012-2-27——2012-3-2
液位控制监控系统组态设计 一、设计目的 利用MCGS工控组态软件，结合实验系统，完成上位机监控统 的设计。学生通过本设计，学会组态软件的基本使用方法、组 态技术，为从事计算机控制方面的工作打下基础。 二、设计任务 1、先按照后边《MCGS组态软件学习指导》书的要求，完成其中 的组态内容，初步掌握软件组态的构成及其使用方法。 2、计算机控制实验系统，液位控制是由仪表控制完成，计算机 上位机发挥监控作用，计算机与仪表之间进行串行通讯，通 过计算机可以读取仪表的各个参数，也可以设置仪表的参数。 三、原理框图
四、界面设计说明 设计的界面图如下 （1）实现水的流动动画，计算机与仪表通讯动画： 当ai808op=0时，流动块停止流动，或者当ai808pv<=液位下限，流动块停止流动。 （2）当前液位显示、控制量输出显示： 显示框的属性中选择显示输出，输出表达式为ai808pv、ai808op即可实现当前液位、控制量的输出。 （3）液位实时显示曲线： 点击实时曲线属性中的画笔属性选择三个变量：ai808pv、ai808sv、ai808op，分别不同的画笔颜色即可，由于最大液位值只有21，所以将y轴的最大值改为25，为了能使控制百分比ai808op显示在25的坐标以内将表达式改为：ai808op/5
（4）液位超限报警记录表，报警指示灯显示: 报警灯显示即设置报警灯的属性中的可见度，选择ai808pv大于或小于液位上下限时选择不同的可见度即可实现报警灯的显示，超限报警记录表与液位上下限的联系需要在运行策略的循环策略中添加程序。（5）液位设定值、PID三个参数的设置： 在属性中选择按钮输入，选择相应的变量值，在事件中添加脚本程序即可将各参数写入计算机。 五、系统变量定义说明 ai808i——积分参数、ai808d——微分参数、ai808op——控制百分比、ai808pv——当前液位、ai808sv——设定液位、ai808p——比例参数、Ts——采样周期； 中间变量：ai808dip、temp——微分参数从计算机向仪表写入时为了协调协议所设的中间变量；ai808op-temp——控制百分比从计算机向仪表写入时为了协调协议所设的中间变量。 组对象：数据组——在用户策略（历史数据）中添加存盘信息浏览时所用。 液位限值：液位上限、液位下限。 六、调试中存在的问题及解决方法 1、刚开始联机调试时在手动状态下无法将界面设定的各个参数 传输到仪表中，控制百分比只能有有仪表传到计算机，计算机 中的不能传到仪表中。 问题解决：输入脚本程序时一定要注意是英文状态下的标点符号输
基于单片机的水箱液位监测控制系统设计论文毕设论文
摘要 液位监测系统在很多的地方都会用到，例如在工厂的生产当中，液位控制是否得当就会影响生产产品的质量和美观，在生活当中，我们离不开水的利用，常常需要对水箱或水塔水位的监测，液位监测系统也与我们的生活息息相关，它关系着我们生活的品质和效率，所以我们要对液位进行连续的监测和控制。 本文的设计的是利用AT89C51单片机实现对水箱液位监测，通过分析领域条件下，在其系统中通过液位变送器获取信息（4-20mA），其采集电流太小而不容易测量，所以需要用放大电路对其放大，通过处理后，由模数转换变换为二进制数传入单片机，它可以对数据进行实时的处理。并在本文的软件设计当中介绍了本次系统的电路原理图和软件编写时所需的流程图，然后通过显示电路把采集到的液位高度值显示给我们。 最后通过Keil C51软件编写出本次系统所需要的程序，同时在Proteus软件里进行仿真，实现了对液位监测。通过该设计的运用，满足了间接测量，自动的控制及其管理的目的。 关键词：单片机；液位控制；Proteus仿真
Abstract Liquid level monitoring system are used in many places, such as in the production of the factory, liquid level control properly will affect the production of products, the quality and appearance, in the life, we can use of water, often need to the water tank or water tower water level monitoring, liquid level monitoring system is closely related with our life, it relates to the quality and efficiency of our lives, so we have to continuously monitor and control the liquid level. The design is implemented by AT89C51 SCM of water level monitoring, through the analysis of field conditions and in the system through the liquid level transmitter (20mA) to obtain information, the current collection is too small and not easily measured, so it is necessary to amplifier circuit for amplifying the, through processing, by the modulus transform as a binary number of incoming MCU, it can real time of data processing. And in the design of software in this article introduced flow chart of the system circuit schematic diagram and software compiling, and through the display circuit the collected liquid height values are shown to us. At last, the program of the system is written by C51 Keil, and the simulation is carried out in the Proteus software, and the liquid level monitoring is realized. Through the application of this design, it can meet the indirect measurement, and the purpose of the control and management. Keywords：SCM; liquid level control; Proteus simulation
水位监测报警系统的设计
2008级电子信息工程 模拟数字电路课程设计报告书 设计题目水位监测报警系统的设计 姓名 学号 学院物理与电子信息工程学院 专业电子信息工程 班级 指导教师 2010年11 月20 日
水位监测报警系统的设计 指导教师签名： 2010年月日 一、指导教师评语 指导教师签名： 2009 年月日 二、成绩 验收盖章 2009年月日
目录 摘要 (3) 一、前言 (4) 二、水位报警系统方案选择 (4) 2、1 水位信号的选择 (4) 2、2 信号转换模块的选择 (5) 2、3 编码模块和数码显示模块选择 (5) 三、工作原理 (6) 四、电路设计 (7) 4.1水位信号、信号转换设计 (7) 4.2 编码、数码管显示设计 (8) 4.3 报警模块设计 (9) 4.4退偶电路…………………………………………… 9 五、系统调试 (10) 六、设计总结 (11) 七、参考文献 (11) 八、附件 (12) 8.1 附件1 原理图 (12) 8.2 附件2 PCB排版 (13) 8.3 附件3 真值表 (14) 8.4 附件4 元件清单 (15)
摘要：本水位监测报警器使用5V低压直流电源（也可以用3节5号电池代替）就可以对5~15厘米的水位进行监测，用数码管显示水位，并可以对不再此范围内的水位发出报警。主要采用CD4066、74LS86、74LS32、74S48芯片，再加上数码管、蜂鸣器、电阻、电容这些器件组成一个简单而灵敏的监测报警电路，操作简单，接通电源即可工作。因为大部分电路采用数字电路，所以本水位监测报警器还具有耗能低、准确性高的特点。 关键字：译码电路报警电路监测电路 Abstract: The water level alarm monitoring the use of 5 V low-voltage DC power (can also use three batteries replaced on the 5th) will be able to 5 to 15 centimeters of water level monitoring, with LED display and digital display of water level, and this can no longer Within the scope of a water level alarm. Mainly CD4066, 74LS86, 74LS32, 74S48 chips, coupled with digital control, buzzer, electric capacity, the resistance of these devices composed of a simple and sensitive monitoring alarm circuits. Because the majority of circuits using digital circuitry, so the water level monitored alarm system also has low energy consumption, high accuracy of the characteristics. Keyword: Decoding circuit alarm circuit monitoring circuit
水库水位监测系统
水库水位监测系统 一、系统概述 水库水位监测系统适用于水利管理部门远程监测水库的水位、降雨量等实时数据，同时支持远程图像监控，唐山平升水库水位监测系统为保障水库的适度蓄水和安全度汛提供了准确、及时的现场信息。 水库水位监测系统做到了水库水雨情的实时监测、实现了水库的信息化管理，在保护人民生命、财产安全方面发挥了重大作用。 二、系统拓扑图 DATA-9201 DATA-9201
三、系统特点： ●《水文监测数据通信规约（SL651-2014）》 ●《四川省水文测报系统技术规约（SCSW008-2011）》 ●《特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试》 ●《水文自动测报系统设备遥测终端机（SL 180-2015）》 ●全国工业产品生产许可证 ●《水文实时监测管理系统》软件著作权证书 ●《水文实时监测管理系统》软件产品登记证书 四、系统功能 ●水库分布位置、现场设备运行状态。 ●水位、降雨量、设备电池电压等实时数据。 ● GPRS/CDMA通信时，支持定时、越限或远程手动拍照。 ●光纤/ADSL/3G/4G通信时，支持视频实时监控。 ●水位/降雨量超限或现场设备故障时，自动报警 ●自动向责任人手机发送报警短信。 ●自动统计水位、降雨量的时、日、月、年数据报表。 ●自动生成水位、降雨量、电池电压等过程分析曲线。 ●监测中心服务器和现场终端双向存储历史数据。 ●现场终端可存储不少于一年的历史数据记录。
五、水库水位监测系统现场展示
水库水位监测终端 水库水位监测终端DATA-9201 一、产品特点 ◆通过国家水利部“水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机(SL 180-2015)、特殊区域水文/水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等权威检测；获得“全国工业产品生产许可证”。 ◆核心监测设备选用DATA-6311型低功耗测控终端，GPRS实时在线平均电流≤10mA，功耗仅为同类产品的1/10，大大减少太阳能供电设备成本并降低施工难度。 ◆数据传输误码率：≤10-6 。 ◆通过对输入输出引线采取多级隔离、在安装时外配避雷针等多种措施，最大限度避免雷击对设备的损坏。 二、产品功能 ◆实时采集水库水位、降雨量和现场设备电池电压、运行状态、箱门开关状态等信息，并可扩展闸位、水质、流量等监测功能。 ◆现场显示监测数据，支持人工置数，支持历史记录本地下载功能。 ◆通过GPRS网络远程传送监测数据和照片；兼容自报式、查询应答式等多种数据上报方式，采用自报式时支持定时上报和越限自动加报功能。
远程液位监控系统
远程液位监控系统 已被用于一些时间在自来水厂，泵站和污水处理系统应用到远程水箱水位监测的遥测。在偏僻的地方有无线监控能力是无价的。如果您正在寻找方面的信息，这样一个系统，确保供应商有经验，在主题和能够创建定制的软件，如果需要的话。 由于遥测技术的发展，并成为成本效益，许多其他行业的远程监控开关。尽快将所有水箱水位监测遥控器。 向远程监控，快速移动的一些功能包括： 液位监测 罐区液位监控 液化石油气储罐控制与仪器仪表 液化石油气储罐自动化 液化石油气罐车装货/卸货 驱动程序的控制下交付系统 一个人的油轮装载系统 但应用是无止境的。 切换到遥测等行业的一个有趣的例子是食品行业。为研究提供新的见解中的反式脂肪的烹调油对我们的健康行动，一些食品厂正在向零反式脂肪的烹调油。从操作的角度的变化，似乎无害的，但事实并非如此。零反式脂肪的烹调油生产重型浮球液位监测系统的油脂积累，他们下沉。其后果是非常不准确的水箱水位读数。针对此问题的解决办法是使用水箱水位远程监测系统。在这种情况下，有没有一个浮动的需要;传感器位于顶端的录音通过超声的准确
水平。 然而，另一种应用是在燃料行业的供应商坦克的远程监控。事实上有需要允许优化，这在庞大的储蓄和高效率的交货与不同厂商的完整地图。 远程水平监测工作如何做？ 该系统主要有四个要素： 传感器 RTU（远程终端单元） 通讯 遥测软件 看起来，每个业务需要，选择适当的设备简单，可以是一个挑战。 传感器：传感器应用在不同岗位上的功能取决于外部的坦克（典型位置是顶部和底部）。它是能够收集到水箱水位和其他参数，使用超声和霍尔效应等技术方面的信息。传感器带有一个附件系统，通常由电池供电，在一些偏远地区的太阳能发电机添加，以保持电池充电。RTU的远程终端单元收集由传感器捕获的信息，组织和传输信号的通信设计中的中心枢纽。RTU是在标准的系统，也连接到传感器的硬件。使用无线技术的频谱很宽的和最佳的解决方案，将取决于区位条件。从Wi-Fi，卫星，几乎所有的环境有一个工作的解决方案。 通讯：通讯设备在枢纽方面的工作。它通常是一个连接到PC的硬件。这部分设备收集的信息，并在软件界面的帮助下，信号中的信息，我们可以读翻译。通信设备的主要内容之一是频率（多久采取的措施和传输）。高端设备，允许用户选择的设置。 遥测软件：管理软件能够利用通信设备提供的信息，并创建易于理解的象形图像。这种方式，
水位自动监测系统设计
水位站的水位监测系统设计 本文实现对大坝水位进行多点水位采集，然后通过远距离传输，并且有数据显示和越线报警功能，单片机作为下位机，负责大坝现场各水位点的选通和采集，作为上位机的ＰＣ机，则负责大坝水位的集中显示和记录管理，而ＰＣ机与单片机之间的通讯方式主要采用了ＲＳ－４８５总线技术。本文阐述了通过超声波液位传感器等对大坝水位进行自动监测系统，主要由硬件部分和软件部分组成。 软件部分主要是传感器主要是超声波传感器，数据采集部分采用多路开关方式进行，利用超声波传感器进行模拟数据采集，为了满足生产中多通道的要求，设计了８个模拟数据采集通道。传感器将非电量信号变为电信号，经放大器放大后送入8位串行模数转换器ＴＬＣ０８３８，数据处理部分采用ＡＴ８９Ｓ５２单片机为核心控制及器件，当ＡＴ８９Ｓ５２单片机接到控制软件发出的通道采集指令，采集的信号通过串行接口送入单片机，由显示芯片ＨＤ７２７９八驱动ＬＥＤ数码管进行现场显示，再通过RS—485通信总线上传至上位机，由上位机进行显示。 软件部分主要采用汇编语言编程进行了数据采集处理、数据显示、报警等程序的设计。针对电磁干扰对系统的干扰，本文提出了去藕电容的配置等三点抗干扰措施，以增加系统的稳定性。 1 Design Of Automatic Monitoring System of the Water Level In Hydrological Station
Abstract The paper mainly describes the method of the ultrasonic liquid level through the dam of water level sensors for automatic monitoring system, which is consist of the hardware part and software part. In this paper, uses the host who and the monolithic integrated circuit is composed by PC machine from the type many machine networking system, the monolithic integrated circuit took the lower position machine , is responsible for the dam scene various gauging stations the selection and gathering, in the achievement position machine PC machine, then is responsible for the dam water level the centralism demonstrate and manage the record , but PC machine and between the monolithic integrated circuit communication way mainly use the RS-485 main line technology. Here uses the sensor mainly is the ultrasonic sensor, the data-acquisition works in frame of multi-channel switch. Carries on analog data gathering using the ultrasonic sensor, it designs eight analog-data acquisition system. The sensor changes the non-electronic signals into electronic signals and sends them to eight TLC0838 tandem modulus transfers after being amplified. Data-acquisition takes AT89S52 single chip microcomputer as the key controller element, when the AT89S52 receives the channel acquisition order from the controlling software, the collected signals will be sent to the single chip microcomputer through tandem interface, and will be shown alive as the showing chips HD7279A drives the LED, and sent to the PC through RS-485 the main communication wire, also it will be shown. It designs much program like data-display and data-communication Etc , using complied languages. As to the interference from the electromagnetism to the system, the thesis proposes three measures to resist the interference like capacitance, to steady the system. Key word : Ultrasonic sensor; Single Chip Microcomputer of AT89S52; Data-acquisition and communication System; PC 2 目录
MCGS组态液位监控系统设计
MCGS组态液位监控 系统设计
液位控制监控系统组态设计 一、设计目的： 利用MCGS工控组态软件，结合试验系统，完成上位机监控系统的设计。而且经过本设计，学会组态软件的基本使用方法、组态技术，为从事计算机控制系统方面的工作打下基础。 二、设计要求： 1、先按照MCGS组《态软件学习指导》的要求，完成液位控制系统的组态内容，借此为练习，初步掌握组态软件的构成、作用和使用方法。 2、计算机控制系统，液位控制是由仪表控制完成，计算机作为上位机发挥监控作用，计算机和仪表之间进行串行通信，经过计算机能够读取仪表的各个参数，也能够设置仪表的参数。本设计要求实现如下界面 3、设计要求：
（1）实现水的流动画面，计算机与仪表的通讯画面 （2）当前液位的显示、控制输出的显示 （3）液位实时报警曲线 （4）液位超限报警记录表，报警指示灯显示 （5）液位设定值、PID三个参数的设置（利用按钮click事件，写脚本程序） （6）在主窗口上添加菜单项，点击，能够调用不同窗口界面（7）策略使用：选运行策略，在启动策略中添加策略行，编写脚本程序，关闭初始化某个变量，使其在界面上显示出来。 （8）添加用户策略，添加策略行，编写脚本程序，写入控制值40，关闭阀。在主窗口中设置菜单“停止实验”，点击，调用该策略。 （9）实现液位简单的仿人工智能控制，当液位超过上限时，报警，同时减小阀的开度，减小流量；当液位低于下限时，报警，加大阀的开度，加大流量，使液位在上下限区域流动。上下限能够在界面上设 三、监控原理框图 液位控制监控系统组态设计原理框图如图3.1所示。 图3.1液位控制监控系统组态设计原理框图
水库水位监测系统
雷达水库水位监测GPRS远传系统 一、概述 我公司研发的“水位远程监控系统”，已广泛的应用于大坝、河流河道、水库、水力发电厂、环境水文、地下水水位、水池水位监测等。该系统能够实时在线监测水库、河流的液位高度、雨量等参数。系统采用集散式控制结构，通过高精度传感器及高敏感器件遥测水库水位及雨量信息。经过计算机分析处理，通过GPRS模块把水位数据及工况传回监控中心实时监控。供工程技术人员实时掌握水位动态，为决策提供依据。 二、设计原则 1) 适用性：由于客户现场要求特殊，要求考虑距离监控中心较远（70~80公里），尽量选取一种技术成熟、可靠性高的传输方案。 2) 实用性：功能强大、用户界面友好、报表、趋势图等功能齐全，日常维护简单方便。在保证满足应用的同时，又要体现出GPRS网络系统的先进性，充分考虑网络应用的现状和未来发展趋势。
3) 灵活性和扩展性：根据未来应用的需求和变化，应具备充分的接入能力和可扩展性，我们采用一种标准化接口，如以后系统改造增加I/O接口组态方便容易，设点成本很低，包括以后带宽的扩展以及监控点移位的可扩展性，最大程度地减少对网络架构和现有设备的调整。 4) 兼容性和经济性：对于设备就绪以后，一定要考虑以后的扩展需要，并且能够最大限度地保证以后对现有资源的可用性和连续性，最大限度地降低网络系统的总体投资。 三、系统组成 系统只要有监控中心、通信网络、终端设备、测量设备、供电系统等组成。 1.监控中心： 主要硬件：服务器、客户端和GPRS数据传输模块。 主要软件：操作系统软件、数据库软件、水位监测系统软件、防火墙软件。2.通信网络：中国移动公司GPRS网络。
水位自动监测、水位自动监控系统
水位自动监测、水位自动监控系统 一、适用范围 水位自动监测（水位自动监控系统）适用于地下水水位监测、河道水位监测、水库水位监测、水池水位监测等。 二、系统目标 水位自动监测（水位自动监控系统）监测水位动态信息，为决策提供依据。 三、系统特点 ◆通过国家水利部水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机（SL 180-2015）、“特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等权威检测。 ◆获得“全国工业产品生产许可证”。 ◆获得“水文实时监测管理系统”软件著作权证书。 ◆兼容超声波、雷达、激光、投入式、浮子式等各种水位计。 四、系统组成 水位自动监测（水位自动监控系统）主要由监控中心、通信网络、水位监测终端设备、测量设备等四部分组成。 ◆监控中心： 主要硬件：服务器、客户端、移动数据专线或GPRS数据传输模块DATA-6107。 主要软件：操作系统软件、数据库软件、水位监测系统软件、防火墙软件。 ◆通信网络：INTERNET公网+ 中国移动公司GPRS网络。 ◆终端设备：微功耗测控终端，市电供电、太阳能供电、电池供电可选。 ◆测量设备：水位计或水位变送器。
水位自动监测（水位自动监控系统）拓扑图 五、系统功能 ◆ 水位自动监测（水位自动监控系统）可独立运行，也可并入应用行业的信息化系统。 ◆ 采集各水位监测点的水位数据，采集时间间隔可设置。 ◆ 上报各水位监测点的水位数据，上报时间间隔可设置。 ◆ 支持串口水位计、0-5V 或4-20mA 信号输出的水位变送器。 ◆ 支持220VAC 供电、太阳能供电、锂电池供电。 ◆ 现场监测终端具备数据存储功能。 ◆ 可远程设置终端工作参数，支持远程升级。 ◆ 水位监测（水位监测系统）监控中心可对水位数据进行存储、分析、生成必要的报表和曲线。 GPRS 浏览客户 市、县分中心 服务器 监控工作站 领导/其他处室 防火墙 局域网 INTERNET 公网 打印机 市电供电 监测终端 DATA-9201 太阳能供电 监测终端 DATA-9201 电池供电 监测终端 DATA-6216 超声波水位计 雷达水位计 投入式水位计
水位远程监测系统方案设计
实用文档 水位远程监测系统方案上海智达电子有限公司
目录 一、客户需求 (2) 二、方案概述 (2) 三、系统组成 (2) 3.1控制中心主站 (3) 3.2通讯网络 (3) 3.3现场主要监测设备 (3) 四、地下水位监测系统主要特点 (4) 五、系统软件功能及特点 (5) 5.1功能 (5) 5.2特点 (6) 六、主要硬件设备概述 (9) 6.1 GPRS无线通讯设备 (10) 6.2水资源控制器 (11) 6.3水位计 (14) 6.4室外专用监测箱 (16) 6.5开关电源 (17)
一、客户需求 在某单位建立一套水位远程监测系统，来实对水位的实时监测，统一管理。 二、方案概述 作为行业领先者的水位远程监测系统的解决方案，经过我们多年的水位监测系统项目实施经验，依据用户的具体情况，并结合实际需求，我们提供并建立一个合理、完整的地下水位系统的决方案。 水位数据的收集不仅能够及时、准确地反应问题，分析问题，解决问题，从而指导工作实践，而且更是研究地下水位动态规律，掌握不同水文地质单元、不同层位、不同水源地地下水位变化特征的重要依据，对水资源的研究与管理具有重要意义。 可实现如下功能： （1）数据自动采集：自动实时采集计量点的地下水位数据，实现数据采集的准确性、完整性、及时性和可靠性，； （2）报警信息主动上报:现场监测箱开门、断电、设备运行异常等信息能够主动发送到监测中心； （4）计量装置监测：远程监测水位计运行信息，分析计量故障等信息，及时发现用户计量异常； （5）统计分析：配合水位监测体系的建立，实现各地下水位监测点的数据统计、做出日周月年报表、曲线、柱状图等。 三、系统组成 本系统主要地下水位监测中心主站、通信网络、现场监测设备三部分组成，利用前端监控、数据采集设备的数据远传通讯功能和系统软件功能实现。采集数据，使监测中心通过简单而又经济的计量手段，实现对整个地区地下水信息的实时监测，进而实现良好的社会效益和经济效益。
液位检测系统设计
一、毕业设计（论文）选题的目的和意义。 1）本选题的理论、实际意义 液位检测系统是自然界和一般工业界不可缺少的一种检测系统。但凡江河湖海，工业中应用的蓄水池、水塔、水箱、地下水等都需要有液位检测。供水系统中有许多设备由于所处地势高，上下极为不便，有时水即将用完或者已经用完也不知道，造成需用水时却水量不足或者无水可用的情况。此时，在向池中注入水过程中，由于不知道液位情况，也就无法控制水量多少，为了准确掌握液位情况，传统的做法是安排人员进行人为监控，这样不仅会占用人力、物力，还会大大影响工作效率。为此需要对液位监测情况实现自动化监测、数据化、智能化显示、视觉或听觉冲击化报警，实现液位检测一个完整的系统，那么工作人员便可以在操作室获知整个设备的液位状况，如此不但大大减低工作人员的危险性，同时更提高了工作效率及简便性。 在工业领域中，液位测量是一项重要的研究方法，有利于工业技术的进步和经济效益的提高，液位测量在许多控制领域已较为普遍。各种类型的液位测量传感器较多，按原理分为浮子式、压力式、超声波式、吹气式等。各种方式都根据其需要设计而成，其结构、量程和精度适用于各自不同的场合，大多结构较为复杂，制造成本偏高；市面上也有现成的液位计，多数成品价格惊人。以上液位计多数输出为模拟量电流或电压，有些为机械指针读数，不能用于远程监视；普遍适用于静止液面，在波动液面易引起读数的波动；也有用电容法测量液位的系统，电容式传感器具有结构简单、灵敏度高、动态响应特性好、适应性强、抗过载能力大及价格便宜等特点，因此适用于测量液位，是一种简单易行的方案。 2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解 对于液位测量传感器的研究，国外的液位测量技术起步较早，且投入资金雄厚，发展非常迅速，到目前为止，国外许多公司都研制出很多功能齐全的、自动化智能程度高、精度高的测量体系与产品系列，美国Milltronics公司研制的多量程超声波液位监测系统具有测量液位及液位差的能力，其采用的非接触式超声波传感器，可监视30cm到14m范围的液位变化，该系统专门编制了一种增强回声的软件程序，多量程系统被监视槽的超声波分布图储存在计算机存储器中，采用连续测量确定液位方法来修改分布图；Magmetrol国际公司的Echtel-FⅡ型超声波液位控制仪有两种控制模式：连续波信号的高增益系列和脉冲信号的超增益系列，还增加了一个检验机构，使之具有自检功能，避免了一般超声波仪器中零电压输出即可能表明无液体，也可表明低液位或控制出现故障等问题。Hybepark电子公司的双液位传感系统采用二只分别调节上限和下限液位的电位计，超声波探头安装在液体之上且与控制装置连接，控制装置比较被感受到的极限液位后去启动指
液位数据采集与监控系统方案
液位数据采集与监控系统方案 系统设计概述 该数据采集与监控系统主要由设备层设备（液位传感器）、无线数据采集装置、无线管理装置、管理计算机、服务器及监控管理软件、控制器等构成。本系统设计采用先进的软硬件技术和分层分布式网络结构，针对客户的实际情况提供下列解决方案。 该项目现已建设完成水池1座，为确保供水系统安全可靠运行；计划在原有水池处，建立一套液位检测系统，实时监测水池液位。 技术要求： 1、实现水池水位实时监控，在每个水池就地安装水位监控仪表。 2、实现4座水塔水位高、低限声光报警。 3、监控中心设置中央控制屏，屏上用模拟流程图显示水池水位数据。 4、由于水塔处于较高环境，所有设备应考虑增加防雷装置。 5、由于环境因素建议采用无线传送数据，可采用GPRS或电台等方式。 泵房控制系统一般在建筑设计规划的水电设计过程中已经设计好，大多为自动化抽水系统，如果尚未搭建自动化泵房管理系统，也可后期扩展项目中搭建。 设计标准 本技术方案以国家电气行业内有关监控、远动传输等相关技术规范为依据，结合目前国际电工标准及要求进行设计和配置，并对整个无线数据采集与监控系统进行认真细致地研究分析后提出的技术解决方案，所提供的相应的数据采集与监控系统及相关硬件装置、计算机及其配件等均符合相关行业标准及规范。 系统设计思想 系统设计充分考虑项目的实际情况，最大程度地实现相关功能，满足用户的相关要求，体现系统的各项技术特点，最终实现分散采集、集中监控。系统设计思想如下： 分层分布式结构：系统结构上采用分层分布式设计，纵向分为三层：监控层、无线网络通讯层和现场设备层；监控层包括管理计算机、服务器、监控软件、控制
在线水位监测 水位在线监测系统
在线水位监测、水位在线监测系统 一、适用范围 在线水位监测（水位在线监测系统）适用于地下水水位监测、河道水位监测、水库水位监测、水池水位监测等。 二、系统目标 在线水位监测（水位在线监测系统）监测水位动态信息，为决策提供依据。 三、系统特点 ◆通过国家水利部水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机（SL 180-2015）、“特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等权威检测。 ◆获得“全国工业产品生产许可证”。 ◆获得“水文实时监测管理系统”软件著作权证书。 ◆兼容超声波、雷达、激光、投入式、浮子式等各种水位计。 四、系统组成 在线水位监测（水位在线监测系统）主要由监控中心、通信网络、终端设备、测量设备等四部分组成。 ◆监控中心： 主要硬件：服务器、客户端、移动数据专线或GPRS数据传输模块。 主要软件：操作系统软件、数据库软件、水位监测系统软件、防火墙软件。 ◆通信网络：INTERNET公网+ 中国移动公司GPRS网络。 ◆终端设备：微功耗测控终端，市电供电、太阳能供电、电池供电可选。 ◆测量设备：水位计或水位变送器。
水位监控（水位监控系统）拓扑图 五、系统功能 ◆ 在线水位监测（水位在线监测系统）可独立运行，也可并入应用行业的信息化系统。 ◆ 采集各水位监测点的水位数据，采集时间间隔可设置。 ◆ 上报各水位监测点的水位数据，上报时间间隔可设置。 ◆ 支持串口水位计、0-5V 或4-20mA 信号输出的水位变送器。 ◆ 支持220VAC 供电、太阳能供电、锂电池供电。 ◆ 现场监测终端具备数据存储功能。 ◆ 可远程设置终端工作参数，支持远程升级。 ◆ 监控中心可对水位数据进行存储、分析、生成必要的报表和曲线。 GPRS 浏览客户 市、县分中心 服务器 监控工作站 领导/其他处室 防火墙 局域网 INTERNET 公网 打印机 市电供电 监测终端 DATA-9201 太阳能供电 监测终端 DATA-9201 电池供电 监测终端 DATA-9201 超声波水位计 雷达水位计 投入式水位计
20-单片机原理及接口技术课程设计(水库水位监测装置设计)---副本
辽宁工业大学 单片机原理及接口技术课程设计（论文）题目：水库水位监测装置设计 院（系）：电气工程学院 专业班级： 学号： 12030 学生姓名： 指导教师：（签字） 起止时间：2015.06.22-2015.07.05
课程设计（论文）报告的内容及其文本格式 1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版，单面打印，并装订成册 2、页边距：上2.5cm，下2.5cm，左3cm，右2.5cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm，左侧装订； 3、字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文文字，小四号字、宋体； 4、行距：20磅行距； 5、页码：底部居中，五号、黑体； 6、对图题和图中文字要求：图题是5号黑体，在图的下方居中图中文字是5号宋体，参照图2.1 7、对表题和表中文字要求：表题是5号黑体，在表的上方居中表中文字是5号宋体，参照表2.1
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院教研室： 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘要 目前国内许多水文站监测水位仍采用人工方法。该方法不但存在测量的人身安全问题，而且还存在数据测量不够准确、监测实时性不强等问题。为了实时准确的监测水位，本文设计了单片机控制的水位监测系统。该系统主要由中央处理器、报警、显示、按键电路组成，能够实现水位实时监测显示，并能对超过警戒线上的水位进行报警。 在对该方案进行细化的过程中，对各功能模块的关键技术和设计作了具体的描述,它们包括CPU最小系统，液位传感器，A/D转换器，输入输出接口电路。在软件方面给出了流程图和程序清单。 关键词：51单片机；A/D转换；水位传感器；
(完整版)基于单片机的液位监测系统的设计(完美版)
目录 一、概述 (1) 二、系统设计方案的确定 (1) 2.1功能需求分析 (1) 2.2系统设计方案的选择 (1) 三、部分电路的设计 (2) 3.1传感器 (2) 3.2单片机电路设计 (3) 3.2.1 AT89C51功能及引脚分布 (3) 3.2.2 振荡方式的选择 (5) 3.2.3 复位电路的设计 (5) 3.3AD转换电路的设计 (6) 3.3.1 ADC0809主要信号引脚的功能 (6) 3.3.2 ADC0809和AT851单片机的连接 (7) 3.3.3 转换数据的传送 (8) 3.4键盘输入电路的设计 (9) 3.4.1 按键去抖 (9) 3.4.2 键盘扫描方法 (10) 3.5数显输出电路的设计 (11) 3.6报警及控制电路的设计（略） (12) 四、软件设计部分 (12) 4.1原理图的绘制 (12) 4.2流程图的设计 (12) 五、心得体会 (12) 参考文献 (13) 附录 (13)
基于单片机的液位检测系统的设计 一、概述 随着微电子工业的迅速发展，单片机控制的智能型控制器广泛使用于电子产品中，为了使学生对单片机控制的智能型控制器有较深的了解。经过综合分析选择了由单片机控制的智能型液位控制器作为研究项目，通过训练充分激发学生分析问题、解决问题和综合使用所学知识的潜能。另外，液位控制在高层小区水塔水位控制，污水处理设备和有毒，腐蚀性液体液位控制中也被广泛使用。通过对模型的设计可很好的延伸到具体使用案例中。 本设计基于AT89C51单片机，包括测量电路部分、AD转换部分、键盘输入控制部分、液位实时数显输出部分以及液位控制部分（原理图中不涉及），还可在此基础上添加报警器（不涉及）。本设计只是概念性设计了电路部分，并不涉及具体的数值设定，未经过实际使用检测。 二、系统设计方案的确定 2.1 功能需求分析 （1）要求能够实现较高精度的测量 （2）以单片机AT89C51为基础，设计外围电路。 （3）电路设计，包括AD转换模块、数显模块、键盘输入模块 （4）对测量电路的各种精度指标进行测试（非线性误差、重复性、滞后、灵敏度、抗侧向能力大小、温变对灵敏度的影响等指标）。 2.2 系统设计方案的选择 对于液位进行控制的方式有很多，而使用较多的主要有2种，一种是简单的机械式控制装置控制，一种是复杂的控制器控制方式。两种方式的实现如下： (1)简单的机械式控制方式。其常用形式有浮标式、电极式等，这种控制形式的优点是结构简单，成本低廉。存在问题是精度不高，不能进行数值显示，另外很容易引起误动作，且只能单独控制，和计算机进行通信较难实现。 (2)复杂控制器控制方式。这种控制方式是通过安装在水泵出口管道上的压力传感器，把出口压力变成标准工业电信号的模拟信号，经过前置放大、多路切换、A／D变换成数字信号传送到单片机，经单片机运算和给定参量的比较，进行PID运算，得出调节参量；经由D／A变换给调压／变频调速装置输入给定端，控制其输出电压变化，来调节电机转速，以达到控制水箱液位的目的。 针对上述2种控制方式，以及设计需达到的性能要求，这里选择第二种控制方式，同时考虑到成本需要把PID控制去掉。最终形成的方案是，利用单片机为控制核心，设计一个对供水箱水位进行监控的系统。根据监控对象的特征，要求实时检测水箱的液位高度，并和开始预设定值做比较，由单片机控制固态继电器