基于STC12C单片机的简易水情检测系统设计
基于STC12C5A60S2单片机的简易水情检测系统设计与实现
应用设计Applications · 2018年4月 ·今日电子基于 STC12C5A60S2 单片机的简易水情检测系统设计与实现重庆城市职业学院 万云简介该简易水情检测系统采用了S T C12C5A60S2单片机为处理单元，制作了简易水情检测系统。
系统由电源模块、超声波测距模块、P H值检测传感器模块和LCD12864液晶显示模块等组合而成。
其中电源由不大于6V干电池供电，经稳压模块后给各模块供电。
水的高度由超声波传感器负责检测、水中酸碱状况由P H值传感器实现检测，最终将所检测到的数据送S T C 单片机进行数据处理后并在L C D液晶显示模块实时显示。
经测试，该简易水情检测系统可实现实时检测并显示水位、酸碱度、供电输出值等功能，所得结果完全满足水位测量部分要求。
具有精度高、稳定性好、操作便捷等优点。
系统整体设计方案本系统整体设计如图1所示，供电模块采用6V以内的干电池给各模块供电，水位高度采用超声波来实现采集，水内酸碱度采用P H值检测仪实现采集，最终将所采集的数据经S T C12C5单片机自带的A/D转换送内部处理，经处理后输送至LCD12864液晶显示模块实现实时显示。
系统硬件设计从系统总框图可知，此系统的硬件主要由电源模块、S T C12C5单片机、超声波检测模块、P H值检测模块、LCD液晶显示模块组成。
（1） 电源模块电源模块由4节1.5V的可充电电池组成，可重复使用。
后经稳压模块给各模块供电。
（2）STC12C5单片机主控芯片在该系统中，我们采用S T C12C5A60S2作为主控芯片，该单片机性能稳定，I/O口资源较多，网上资料充足，运算速度较快，而且自带AD转换功能，运用快捷。
（3）超声波水位采集模块本系统中采用了H C-S R04 超声波模块作为水位测距模块，如图2所示，该模块内部自动发送8个40k H z 的方波，自动检测是否有信号返回；若有信号返回，通过输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间，因此其测试距离=(高电平时间×声速(340M/S))/2。
基于单片机的水质量检测设计
基于单片机的水质量检测设计
水质量检测是对水体中各种有害物质进行检测和分析的过程，是保证饮用水安全的重要环节。
随着科技的发展，多种检测方法不断涌现，其中基于单片机的水质量检测系统由于具有成本低、精度高、操作方便等优点而被广泛应用。
本文主要介绍一种基于单片机的水质量检测设计方案。
该设计采用常见的水质量检测指标作为检测参数，通过传感器采集相关参数并进行处理，最终在液晶屏上输出结果。
首先，本设计选用的水质量检测指标包括PH值、溶解氧（DO）、浊度、电导率等参数。
其中PH值指水中的酸碱程度，DO指水中溶解的氧气含量，浊度则是指水中微小颗粒对光线的散射。
这些指标都是评价水质量的重要因素。
其次，为了获取这些指标的准确数据，本设计采用了多种传感器，包括PH传感器、DO传感器、浊度传感器和电导率传感器。
通过将传感器与单片机连接，可以实时获取相关参数并进行处理。
然后，本设计采用了一种基于单片机的算法，通过处理传感器获取的数据来计算出各项指标的值。
采用这种算法的好处在于可以减小系统的成本，同时也能保证数据的精确度。
最后，在设计的过程中，本文采用了液晶屏来实时输出检测结果。
通过简单的界面设置，用户可以直观地了解水质量的情况，并进行相应处理。
综上所述，基于单片机的水质量检测系统应用广泛，可以用于水质检测及净水设备的控制等领域。
而且，该设计方案不仅成本低，而且操作简便，将成为未来水质量检测领域的重要发展方向。
一种基于单片机的简易水情检测系统设计
2018年20期科技创新与应用Technology Innovation and Application众创空间一种基于单片机的简易水情检测系统设计*余搏立(安徽职业技术学院，安徽合肥230011)摘要：文章以STM32F103VET6单片机为核心控制器设计一种简易水情检测系统，该系统能够实现液位和溶液pH 值检测，并实时显示状态数据，测量精度高，功耗低，性能稳定。
关键词：STM32F103VET6单片机;玻璃电极;递推平均滤波算法中图分类号:TP274 文献标志码：A 文章编号院2095-2945 (2018)20-0035-03Abstract : In this paper, a simple water regime detection system is designed with STM32F103VET6 single chip microcomputer asthe core controller. The system can detect the liquid level and pH value of solution, and display the state data in real time. The measurement accuracy is high, the power consumption is low, and the performance is stable.Keywords : STM32F103VET6 microcontroller; glass electrode; recursive average filter algorithm1概述随着科技水平的进步与创新，简易水情检测系统中溶 液p H 值测量和液位测量迈向智能化。
检测系统对测量精 度的要求愈加细致与严格。
本文提出的设计方法对溶液 p H 值和液位高度能够实现精确测量与显示。
整个系统仅 由3.7V 电池组供电，采用T F T 液晶屏显示实时数据。
基于单片机的水位监测系统的设计与实现
基于单片机的水位监测系统的设计与实现一、引言水位监测在许多领域都具有重要的作用，如水利工程、环境监测、农田灌溉等。
传统的水位监测方法存在着人工操作困难、数据处理复杂等问题。
因此，设计一个基于单片机的水位监测系统以自动化地实现水位的监测和数据采集具有重要意义。
二、系统设计2.1 系统概述本水位监测系统通过使用单片机作为中心控制器，借助传感器实时采集水位信息，并通过显示屏进行实时展示。
2.2 硬件设计2.2.1 单片机选择根据任务要求，选择适合的单片机进行设计，常见的单片机有STM32系列、Arduino、Raspberry Pi等，本设计选择STM32作为中心控制器。
2.2.2 传感器选择根据实际需求，选择合适的水位传感器，常见的有浮子式水位传感器、压阻式水位传感器等。
本设计选择压阻式水位传感器。
2.3 软件设计2.3.1 程序流程编写相应的程序，实现水位数据的采集和处理，以及显示屏的控制与展示。
2.3.2 数据处理在采集到的水位数据基础上，进行数据处理，如滤波、校正等，提高数据稳定性和准确性。
三、系统实现3.1 硬件实现根据设计要求，搭建硬件电路，将单片机和水位传感器进行连接，确保各部件正常工作。
3.2 软件实现编写相应的程序，通过单片机的IO口进行数据采集和处理，实时展示水位信息。
四、系统测试与结果分析4.1 测试方法利用水箱进行模拟测试，逐步调整水位并记录数据，验证系统的功能和准确性。
4.2 测试结果分析测试结果，对比设定和测量值，检验系统的准确性和稳定性。
4.3 结果分析对测试结果进行分析，讨论系统的优缺点，并提出改进和优化方案。
五、总结与展望5.1 总结通过本次设计与实现，成功搭建了基于单片机的水位监测系统，实现了水位数据的自动采集和实时展示。
5.2 展望进一步完善系统功能，并结合互联网技术，实现远程监测和数据云端存储，为水位监测提供更便捷的解决方案。
六、参考文献1.《单片机技术与应用》，杨文胜，电子工业出版社，2018年。
基于单片机的水质量检测设计
基于单片机的水质量检测设计水质量的监测与评估一直是人类社会关注的焦点之一，水资源在人类社会生存和发展中起着至关重要的作用。
然而，随着工业化和城市化的快速发展，水质受到了日益严重的污染，给人们的生活带来了极大的困扰和危害。
因此，开展水质监测和评估工作对于维护人类健康和生态环境的稳定具有重要意义。
当前，水质监测技术主要分为传统的实验室分析和现场实时监测两种方式。
实验室分析方法需要采集水样后进行分析，周期较长且需要专业设备和人员，限制了监测频率和范围。
而现场实时监测方式虽然具备实时性和方便性，但成本高昂，设备笨重，难以在野外环境中应用。
因此，成为了一种理想的选择，可以实现实时监测、低成本和便携性的需求。
基于单片机的水质量检测设计主要包括传感器采集、信号预处理、数据传输和分析处理等几个步骤。
首先是传感器采集环节，通过选择合适的水质传感器对水样中的各项指标进行采集，包括pH值、溶解氧、浊度等。
其次是信号预处理，将传感器采集的模拟信号通过单片机进行采样、滤波和放大等处理，转换为数字信号以便进行后续处理。
然后是数据传输，采用无线通信或有线通信方式将处理后的数据传输到监控终端，方便用户实时监测水质状况。
最后是数据分析处理，通过单片机内置的算法对采集到的数据进行分析和处理，得出水质指标的评估结果，并根据设置的阈值进行实时报警。
在设计过程中，需要考虑到水质传感器的选择和校准、单片机的选型和编程、数据的传输和存储等关键技术难题。
例如，为了保证监测结果的准确性和可靠性，需要对传感器进行定期校准和维护，避免因为传感器老化或环境变化导致监测结果出现偏差。
另外，单片机的选型和编程也影响着监测系统的性能和稳定性，需要根据监测需求选择适合的单片机型号，并编写稳定可靠的程序。
此外，数据的传输和存储也需要考虑到数据量大和传输距离远的情况，选择合适的通信方式和存储介质，确保监测数据的完整性和可靠性。
基于单片机的水质量检测设计在实际应用中有着广泛的应用前景和市场需求。
毕业设计基于单片机的水位检测控制系统设计
基于单片机的水位检测控制系统设计诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《基于单片机的水位检测控制系统设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。
本人签名：日期：年月日基于单片机的水位检测控制系统设计摘要随着社会和科技的进步，以及人们的生活标准水平逐步的提高与发展，方便的全自动控制系统生活的开始逐步进入到我们的生活，单芯片微型计算机发展是其中的一个重要分支，具有高可靠性，高性能价格比，低电压，低功耗等优点，以单片机为核心的自动化控制系统已经赢得了广泛的应用范围。
本设计是基于单片机的水位检测控制系统设计。
设计系统的目的在于应用单片机的自动运行技术，使得水塔中的水位始终保持在一定范围内，以保证连续正常的供水。
本设计是以AT89C51单片机为核心部件的水塔水位检测控制仿真系统设计的，用以检测水位并进行控制、处理以及报警功能，并在Proteus仿真软件环境中仿真测试。
结果表明，设计的系统具有良好的检测和控制功能，方便移植性和可扩展性。
关键词：水位控制单片机报警Based SCM the water level detection control system designAbstracWith the social and technological progress, as well as the level of people's standard of living gradually improve with the exhibition, and the convenience of automatic control system for the beginning of life gradually into our lives, single-chip microcomputer development is an important branch,the advantages of high reliability, high performance and low cost, low-voltage, low-power microcontroller as the core of the automation control system has won a wide range of applications.The title of the graduate design microcontroller-based water level detection and control system design, three metal rods into the water used to detect the signal, the conductivity of the water, can see that the water level changes. Under normal circumstances, the water level should be kept within a certain range changes, the water level does not exceed the stipulated upper and lower limits, in the event of a system failure, should be promptly cut off electrical power, and there should be sound and audible alarm signals of the light-emitting diode. Design System aimed the application microcontroller run automatically, so that the water level in the water tower always maintained within a certain range in order to ensure the continuous normal water. The design is based on AT89C51 microcontroller as the core components of the water tower water level detection and control simulation system designed to detect water level control, processing, and alarm functions, and Proteus simulation software environment simulation testing. Experimental results show that the design of the system has a good detection and control functions, portability and scalability.Keywords:Level controlmicrocontroller alarm毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
(完整版)基于单片机的水情监测系统毕业设计论文
南宦理二大学硕士学位论文基于单片机的水情监测系统设计王国伟指导教师：王重副塾援萱生红直级王猩垣论文级多IIJ．工程亟±作者单位：国圆皇左型堂盟究院出版时间：垒Q!窒生墨旦洲Y…2四0俐6 ¨¨ii●I 洲5Ⅲ9 ¨¨¨¨●■-andTechnology一一lneerlngMonitoringSystemDesignHydrometryBasedonMCUByGuoWeiWangUnderthe ofSupervisionProfessorLeiWangSenior CaoaoNianNlanrolngEngineernoHHongStateGridElectricPowerResearchInstitute2012March声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。
与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。
研究生签名：况固!堑 a。
肛年；月t 夕日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。
对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。
研究生签名：碑文咿年7月『7日工程硕士论文基于单片机的水情监测系统设计摘要我国地处季风气候区，暴雨洪水频发。
受季风气候影响，我国大部分地区夏季湿热多雨、雨热同期，不仅短历时、高强度的局地暴雨频繁发生，而且长历时、大范围的全流域降雨也时有发生，几乎每年都会发生不同程度的洪涝灾害。
因此，完善的水情监测有助于中心站实时监测各地水情，并对各种突发状况做出及时、合理的措施来防止灾害的发生和降低灾害所造成的破坏。
基于单片机的水质检测系统设计与实现
基于单片机的水质检测系统设计与实现下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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基于单片机控制的简易水情检测装置的设计
基于单片机控制的简易水情检测装置的设计作者：冯泽虎来源：《报刊荟萃（下）》2017年第10期摘要：本文采用TI公司的MSP430F5529做为主控制器，主要分为PH值检测模块、液位检测模块、液晶显示模块、电源模块以及滤波模块。
液位检测模块用超声波测距原理经单片机信号处理后将水位高度显示到液晶显示屏上；PH传感器电极输出温度信号及PH信号，2组信号经分压采集后进行A/D转换送入单片机，进行数据处理得到当前溶液的准确PH值，再通过液晶显示屏将其电压值，PH值显示出来；电池电压及PH信号放大处理采用TI公司的TLV2452微功耗运放芯片，；为了方便观测数据，使用了具有中文字库功能的低功耗JLX12864液晶屏来显示，优化了该装置的性能。
关键词：TLV2452；MSP430F5529；JLX128641总体方案设计1.1系统结构图根据设计要求，系统可以划分为：PH值检测模块、液位检测模块、液晶显示模块、声光报警模块，电源模块。
系统的设计示意图如下图所示：1.2方案比较与选择方案一：采用普通的MCS-51作为普通的控制元件。
但运算速度低，功能单一，没有内置A/D转换模块，需要较多的外围电路来实现本系统的功能，使得电路复杂，可靠性降低，且功耗较大。
方案二：采用TI公司的M430F5529作为主控芯片。
M430F5529是一个16位超低功耗混合信号微控制器，使用寿命长，内置4个的16位定时器、一个高性能的12位ADC，多达63个的I/O引脚，使得MSP430F5529，使用方便，低功耗特性明显。
方案选择：通过对两个方案的比较，方案二具有运算速度快，低功耗，足以满足电路的设计，并且自带ADC12，因此我们选用方案二。
2硬件设计基于单片机控制的水情检测装置电气原理图如图2所示。
3软件设计基于单片机控制的水情检测装置程序流程图如图3所示。
4系统调试与测试结果分析4.1使用的仪器仪表4.2测量数据4.3系统实现的功能经检测，各指标实现情况见下表所示4.4测试结果与分析经过测试，该装置可以完成对PH的测量以及读出准确的液位距离，改变水位时，无论水位多少，超声波都符合题目要求设计的简易水情检测系统的特点。
基于单片机教学和实训应用的水情监测系统的设计
图1 水情监测系统的组成图2 水情监测系统总体方案设计图6269 2018.71 水情监测系统设计方案1.1 设计要求水情监测系统的组成部分主要包括水情检测单元、水情显示单元和供电单元三部分，如图1所示。
图1中a为容器，b为pH传感器，c为液位传感器，水情监测系统的设计要求如下：1）要求自制水情监测系统；2）多次向容器中注入若干毫升的纯净水，要求每次在1分钟内完成水位的测量并稳定显示，测量偏差不大于2 mm。
3）保持水位不变，多次向塑料容器注入若干白醋，测量每次的 PH 值。
要求在2分钟内稳定显统”；第二行显示水位测量高度值及单位“mm”；第三行显示PH测量值，保留1位小数；第四行显示电池输出电压值及单位“V”，保留2位小数。
1.2 系统总体方案设计本设计将实现pH（酸碱度）值、液位高度值、温度值的数据采集、数据处理和数据显示等功能[2]，系统总体设计方案如图2所示。
1.3 器件选型1.3.1 单片机选型本设计中将选取STC12C5A60S2单片机作为主控制核心。
STC12C5A60S2单片机是宏晶科技生产高速低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8~12倍，可为众多嵌入式控制应用系统提供有效的解决方案。
STC12C5A60S2内置8路高速10位A/D转换(250 K/S)，转换速度高，功耗低，可为水情监测液位及pH值等模拟量的数据采集图3 超声波液位传感器工作原理图图4 pH玻璃电极实物图图5 系统主程序流程图6370ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD图6 系统实物图(硬件电路（左），手机显示（右）) kHz），当遇到液位表面将被反射折回，经过时间t被超声波接收器R接收到转换成电信号[3]。
已知，不同温度下超声波环境声速V会变化V= 331.5 + 0.6×温度，则传感器探头到液位表面的距离S与声波的传播时间t成正比，S=V×t/2。
基于STC12单片机液位测量系统的设计
94针对不同的需求和应用，液位测量方法的方法不尽相同，如浮力式、电容式、激光式等。
随着超声波技术的发展，超声波液位测量方法也得到了广泛的应用，超声波测量的优势在于，探头可以不与被测液体接触，无机械部件，可测范围广，连续快速测量，远程遥控和获取测量信号方便等，尤其是超声波测量时可以选用多种介质作为传递媒介，因而应用较为便利[1]。
1 测量原理当某种物质的内部发生机械扰动时，该物质内部就产生了声波。
这种机械波扰动可以是各种形式的，表征振动特性的是频率，即单位时间（1s ）内所完成的周期性运动的次数。
人类所能听到的声波的范围介于20Hz 到20KHz 之间，当频率超过20KHz 的时候称之为超声波，而低于20Hz 的时候称之为次声波。
超声波的发射与接收是通过超声波换能器（亦称超声波传感器或超声波探头）来完成的。
根据超声波换能器的工作方式可分为单系数图在图像右上部分较暗，相应区域相位条纹模糊，配准效果不佳，而复互相关函数配准以及本文算法配准得到的结果总体一致。
计算各种算法配准结果的性能，结果如表2所示。
可以看出，提出算法在三个性能指标上同样表现最优。
5 结论本文提出一种联合实、复互相关函数的干涉图像两级配准算法，算法首先利用较为稳健的实互相关函数配准算法对图像初配准，然后利用初配准的结果选择高相干的点作为控制点并定义控制点相位可靠性，从而利用相位可靠性为精配准选择相应的配准方法。
由于初配准提供了配准图像的基本信息，因此在此基础上进行进一步的配准能得到更高的配准精度。
通过对两组干涉图像进行配准实验，并从目视效果以及定量性能指标上评价配准的效果，结果证明了提出算法的有效性。
参考文献[1]Rosen P A, Hensley S, Joughin I R, et al. Syntheticaperture radar interferometry[J]. Proceedings of the IEEE, 2000, 88(3):333-382.[2]Bamler R, Hartl P. Synthetic aperture radarinterferometry[J]. Inverse Problems, 1998, 14(4):1-54.[3]Ferretti A, Monti-Guarnieri A, Prati C, et al.InSAR principles: guidelines for SAR interferometry processing and interpretation[M]. 2007.[4]Li F K, Goldstein R M. Studies of multibaselinespaceborne interferometric synthetic aperture radars[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 1990, 28(1):88-97.[5]Li D, Zhang Y. A fast offset estimation approach for基于STC12单片机液位测量系统的设计郭星辰（江苏联合职业技术学院南京工程分院 江苏省南京市 211135）探头和双探头两种方式，双探头方式计算简单、检测方便。
基于单片机的智能水质监测系统设计
基于单片机的智能水质监测系统设计摘要水质监测系统是一种可以有效地监测和评估水质的重要设备。
基于单片机的智能水质监测系统设计可以实现对水质的实时监测和评估，提高水质监测的精度和效率。
本文介绍了基于单片机的智能水质监测系统的设计原理、硬件结构和软件实现。
该系统采用多种传感器对水质的各项指标进行实时监测，并通过单片机控制系统对数据进行处理和分析。
实验结果表明，该系统具有高度的可靠性和稳定性，可以实现对水质的实时监测和评估，为水环境保护提供了有力的支持。
关键词：单片机；水质监测；传感器；数据处理；水环境保护AbstractWater quality monitoring system is an importantequipment for efficient monitoring and evaluating of water quality. The design of intelligent water quality monitoring system based on single-chip microcomputer can realize real-time monitoring and evaluation of water quality, and improve the accuracy and efficiency of water quality monitoring. This paper introduces the design principle, hardware structure and software implementation of intelligent water qualitymonitoring system based on single-chip microcomputer. The system adopts multiple sensors to real-time monitor various indicators of water quality, and processes and analyzes data through single-chip microcomputer control system. The experimental results show that the system has highreliability and stability, can realize real-time monitoring and evaluation of water quality, and provides powerfulsupport for water environmental protection.Keywords: Single-chip microcomputer; Water qualitymonitoring; Sensor; Data processing; Water environmental protection引言随着全球经济发展和人口增长，水资源已经成为一个紧迫的问题。
基于单片机的水质检测系统任务书
任务书一、任务目的本次任务旨在设计并实现一款基于单片机的水质检测系统，通过对水质参数的监测、分析和显示，实现对水质的实时监测和评估，为水质管理和保护提供技术支持。
二、任务内容1. 调研分析1.1 调研当前水质检测技术的发展现状，了解主流的水质检测方法，分析其特点和优缺点。
1.2 调研单片机在水质检测领域的应用情况，掌握目前单片机在水质监测方面的成熟方案。
1.3 调研市场对于水质监测设备的需求状况，了解用户对于水质检测设备的需求和期望。
2. 系统设计2.1 确定水质监测系统的基本功能模块，包括数据采集、信号处理、数据分析、显示输出等。
2.2 设计系统的硬件结构，包括传感器选择、单片机选型、外围电路设计等。
2.3 设计系统的软件结构，包括数据采集程序、数据处理算法、用户界面设计等。
3. 系统实现3.1 搭建系统硬件评台，完成传感器的接入和单片机的搭建。
3.2 编写系统软件程序，实现数据采集、信号处理、数据分析和显示输出功能。
3.3 调试系统，验证系统的功能和性能，并对系统进行优化和改进。
4. 系统测试4.1 进行水质监测实验，采集水样数据，对系统进行测试和验证。
4.2 分析实验数据，评估系统的准确性和稳定性，对系统进行性能评估。
4.3 对系统进行实际环境下的测试，验证系统的可靠性和适用性。
5. 编写报告5.1 撰写水质监测系统的设计方案，包括系统的整体架构、硬件设计、软件设计等。
5.2 撰写系统实现过程中的关键技术和关键问题的解决方案。
5.3 撰写系统测试和实验结果的分析和总结。
三、任务要求1. 在调研分析阶段，要全面了解水质检测技术的现状和发展趋势，对目前的水质监测需求有清晰的认识。
2. 在系统设计阶段，要合理设计系统的硬件和软件结构，确保系统具有可靠性、稳定性和准确性。
3. 在系统实现阶段，要严格按照设计方案进行实施，保证系统能够准确采集、分析和显示水质数据。
4. 在系统测试阶段，要进行充分的实验和测试，确保系统能够稳定运行和达到设计指标。
基于单片机的智能水质检测系统设计
2021年 / 第10期 物联网技术190 引 言随着世界现代化经济的快速发展，环境问题逐渐恶化，其中水资源的处理更是成为了环境问题中的重要一项。
水资源在人类生存发展过程中起着至关重要的作用，不论是工农业生产还是人们的日常生活都离不开水资源，尤其水产养殖业对水质有着更为苛刻的要求。
但目前水质检测大多仍依靠传统的化学滴定方法完成，而该方法精度较低且操作复杂，因此设计一套智能自动化水质检测系统尤为重要[1]。
水质检测需结合控制技术、通信技术、传感器技术等，采用多种传感器才能获取pH 值、氨氮值、重金属含量等重要的水质数据。
文中基于便捷性、准确性等因素，借助单片机嵌入式微处理器与通信技术设计了一款智能水质检测系统，通过上位机进行实时水质检测，从而提高水质检测的自动化水平与检测效率[2]。
1 智能水质检测系统整体设计智能水质检测系统主要以STM32单片机为系统的主控核心，通过与通信模块、水质传感器等的有效结合，组成了一套智能化水质检测系统。
STM32单片机作为主控单元，需要不断对各类传感器进行A/D 采样，并将采集的数据进行滤波、转换等处理，之后再通过无线通信模块将采集的水质数据发送到上位机，便于工作人员实时掌握当前水域的水质情况[3]。
若当前水质变化情况较大或者某一指标超标，可通过上位机及时传递报警信息。
智能水质检测系统框架如图1 所示。
图1 智能水质检测系统框架智能水质检测系统主要分为两部分。
第一部分主要通过A/D 模块采集多个水质传感器的数据，并将数据发送给单片机进行相应的数据处理，之后将输出结果传输给显示屏进行显示；第二部分主要采用无线通信方式将检测结果上传给上位机，经处理后将数据显示在上位机界面，同时判断水质质量，并绘制水质变化图。
若水质某项指标超过阈值则会通过上位机显示。
2 智能水质检测系统硬件设计2.1 主控芯片STM32F407系列芯片的工作频率为168 MHz ，通信接口为15个（包括USART 、SPI 、I 2C 、CAN 、SDIO ），含有2个12位DAC 和3个12位ADC ，以及17个定时器，是一款极具性价比的高性能微处理器。
基于STC12C5A60S2单片机的水位测控系统
基于STC12C5A60S2单片机的水位测控系统周佐;张兆基【摘要】Water level measurement and control is of great significance in real life and industrial pro-duction. In order to meet the requirements of measurement accuracy and control accuracy,a water level measurement and control system was designed with STC12C5A60S2 single-chip microcomputer. The system uses MPX2050 sensor to measure the water level, the measured voltage signal is amplified and sent to the MCU,then using the serial port communication to send the water level data to the PC. At the same time,the upper and lower threshold of the water level can be set on the PC,which can be transmit-ted to the MCU to compare with the measured water level,and control the pump to work or stop so that to keep the water level within the setting range. The test shows that the system has high accuracy,quick re-sponse speed and high control precision.%水位测量及控制在现实生活及工业生产中有着重要的意义.为了满足对测量的准确度和控制精度的要求,以 STC12C5A60S2单片机为核心设计了一个水位测控系统,该系统利用MPX2050传感器来测量水位,测得的电压信号经过放大后传送到单片机处理,然后利用串口通信将水位数据发送到PC机上显示.同时在PC 机上可以设置水位的上下限阈值,并传送给单片机与测得的水位比较,从而控制水泵工作或停止,使水位保持在设定值范围内.通过测试表明该系统具有测量准确度高,响应速度快及控制精度高等特点.【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】5页(P90-93,96)【关键词】水位测量;水位控制;STC12C5A60S2单片机;串口通信;信号放大【作者】周佐;张兆基【作者单位】河西学院物理与机电工程学院,甘肃张掖734000;西藏民族大学信息工程学院,陕西咸阳712082【正文语种】中文【中图分类】TP273;TP3680 引言在人们日常生活的诸多方面和工农业生产的众多领域都需要水位的测量和控制，如家用洗衣机及太阳能热水器都需有水位控制的功能；在工业锅炉中、水塔注水中也都要用到水位测量和控制。
基于STC12C单片机的简易水情检测系统设计
基于STC12C单片机的简易水情检测系统设计
林毓梁;李颖;孙蕾
【期刊名称】《电子测试》
【年(卷),期】2018(0)7
【摘要】简易水情检测系统以STC12系列单片机为核心,由水情显示、水位测量、PH值测量、供电电池组几部分组成.水位监测采用采用气介式超声波水位传感器,
利用超声波反射的方式进行测量,PH值及电压检测数值经A/D转换后和水位检测
数据都通过单片机进行处理并显示.该装置可完成水位、PH值及电压测量和显示,
同时设计了水位报警功能,通过键盘电路修改报警水位设定值,在超警戒水位时实现
报警.
【总页数】3页(P25-26,22)
【作者】林毓梁;李颖;孙蕾
【作者单位】山东职业学院铁道供电与电气工程系,山东济南,250104;山东职业学
院铁道机车与机电装备系,山东济南,250104;山东职业学院铁道供电与电气工程系,
山东济南,250104
【正文语种】中文
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1.一种基于单片机的简易水情检测系统设计 [J], 余搏立
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3.基于单片机简易水情检测装置研究 [J], 荣华良;刘煜辉
4.基于单片机的简易水情检测系统装置 [J], 杨红;李生明;李钦
5.基于MSP430G2553单片机的简易水情检测系统设计 [J], 王珏敏
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基于单片机的水情监测系统的设计
基于单片机的水情监测系统的设计
史磊
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2022(30)15
【摘要】随着社会经济的发展、科学进步和人民生活水平的提高,人们对生活用水的各方面要求不断提高,而水位和水质是体现水情的两个基本因素,为了检测水情,本文将设计基于单片机的水情监测系统。
系统硬件电路主要包括单片机最小系统、水位传感器、浊度传感器和显示模块等部分,能实现不间断的水位和水质检测,以及对所测水情信息的实时显示和高低水位上下限的报警,同时对水泵电机进行相应的控制,真正实现水情信息的检测和处理。
同时,本设计体积相对小,操作简单,测量准确,交互界面人性化,适合大众使用。
【总页数】5页(P30-33)
【作者】史磊
【作者单位】陕西机电职业技术学院电子与信息学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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2018.07设计与研发\基于S TC 12C 单片机的简易水情检测系统设计林毓梁\李颖2，孙蕾1(1.山东职业学院铁道供电与电气工程系，山东济南，250104 ; 2.山东职业学院铁道机车与机电装备系，山东济南,250104 )摘要：简易水情检测系统以STC 12系列单片机为核心，由水情显示、水位测量、P H 值测量、供电电池组几部分组成。
水位监测 采用采用气介式超声波水位传感器，利用超声波反射的方式进行测量，P H 值及电压检测数值经A/D 转换后和水位检测数据 都通过单片机进行处理并显示。
该装置可完成水位、P H 值及电压测量和显示，同时设计了水位报警功能，通过键盘电路修改 报警水位设定值,在超警戒水位时实现报警。
关键词：水情检测STC 12C 单片机；P H 值测量Design of simple water regime detection system based on STC12C MCULin Yuliang 1, Li Ying 2, Sun Lei 1(1. Shandong Polytechnic , Jinan Shandong , 250104; 2. Shandong Polytechnic , Jinan Shandong , 250104)Abstract: The simple water regime detection system is based on STC 12 series single chip microcomputer . It is composed of hydrological display , water level measurement , pH measurement and power supply battery pack . The water level monitoring adopts the gas media ultrasonic water level sensor , and uses the ultrasonic reflection method to measure . The pH value and the voltage detection value are processed and displayed by the single chip microcomputer after the A/D conversion and the water level detection data . The device can measure and display the water level , pH value and voltage . At the same time , the water level alarm function is designed . The setting value of the alarm water level is modified through the keyboard circuit , and the alarm is realized when the water level is over .Keywords: water condition detection STC 12C microcontroller ; pH measurement〇引言随着国家对水污染防治工作的重视，人民群众环境保护意识 的不断增强，在很多情况下，需要一种简易的便携式的水情监测 装置，用于河流、湖泊的水情监测。
简易水情监测系统主要功能包 括水位检测、P H 值检测，水位设定与报警等，为实现便携式工作， 系统还应具备电池电压检测与报警功能。
该装置也可以用于供水 系统、污水处理、排污监测等场所。
1硬件系统谢十 1.1硬件电路会賊框图水情检测系统硬件电路组成框图见图1所示，包括水位检 测、P H 值检测、电源模块、A/D 转换、水情显示、水位报警等功能 模块。
图1硬件电路组成框图1.2 7_w 立翻水位检测采用气介式超声波水位传感器，探头安装在被测液 面上方，传播介质是气体。
液位的计算公式为：h=H-v*t/2,其中 h 为所求液位高度，H 为超声探头与容器底的距离，v 为超声波 传播速度，t 为超声波传播时间。
因传播速度v 会受到温度等因 素的影响,因此我们采用了设置校正值法测量实际传播速度，然 后计算被测液位。
所谓设置校正值法即为利用一个反射性良好的挡板作为校 正具,实测参考声速，挡板位于探头与液位之间，与探头的距离固 定。
根据超声波与固定距离探头之间的传播时间可计算出超声波 实际传播速度，作为液位计算系统中液位计算的参考速度。
1.3 PH 值翻电路P H 值检测与处理电路见图2所示，其中图2(a )为高精度稳压电源，电源经D 1稳压后，经T L C 4502自动校准运算放大器构 成的电压跟随器提高稳压精度和阻抗变换后接至P H 值传感器负 极端。
P H 值传感器正极端经T L C 4502自动校准运算放大器后输 出至单片机A/D 转换电路。
P H 值传感器模块输出信号为信号电极和参比电极的相对电压。
选用参比电极为中性溶液,即当被测溶液P H 值为7时，输出 电压理论为0,其余情况根据溶液酸碱度不同，输出电压发生变 化。
输出电压经过基本运放后进入A/D 模块，然后送入单片机进 行处理、显示。
m mm图2(c)为温度补偿信号前级处理电路。
P H值会受到介质温度的影响，因此进行了温度补偿。
用热敏电阻R21测量介质温 度，温度变化，R21阻值随之变化，电桥平衡被破坏，电桥两端的 压差经过两级运放进入A/D转换器,然后送入单片机用标定法进行P H值温度补偿。
1.4电压险测为实现装置的便携功能，系统采用6V电池组为供电电源。
系 统设计了电源电压监测功能,定期对电池组电压进行采样，电源 电压信号通过稳压后送入A/D转换模块，然后进入单片机进行处 理、显示。
当电池电压过低时，进行显示报警提醒工作人员更换电 池或进行充电。
图3主程序流程图1.5显示电路采用常用的12864 LCD显示器完成检测装置的显示功能，分I26四行显示《水情检测系统”和水情检测结果。
第一行显示"水情检测系统”;第二行显示水位测量高度值及单位“mm”;第三行显示P H测量值，保留1位小数；第四行显示电池输出电压及单位“V”,保留2位小数。
同时，通过增加键盘电路及显示菜单，可以方便的修改水位报警设置值。
由于显示刷新速率要求不高，显示接口采用串行数据传输。
2辦设计系统程序设计采用自上而下、模块化、结构化的程序设计方法，把程序分解成一个个功能模块，每个功能模块相互独立，每个模块都能完成一个明确的任务,实现某个具体的功能。
根据设计要求，程序分为初始化、A/D转换、LCD显示、报警处理等模块。
P H检测、水位检 测输出的信号为微弱信号，易受干扰。
在进行软件设计时,考虑了 这些造成误差的因素，通过误差处理程序，进一步提高系统精度。
主程序流程如图3所示。
3实验测试3.1测试方案本水情检测装置在模拟水箱内进行了测试实验，先将水箱清 空，多次向水箱中注入若干纯净水,并测量、记录每次的水位值,与标准值(钢直尺测量结果）比较，计算误差；保持水位不变，多 次向塑料容器中注入白醋，测量、记录每次的P H值，与标准值比 较，计算误差值。
3.2测雖果测试结果见表1、表2所示。
结果显示,该水情检测系统无论 是水位检测还是P H检测均取得了较好的效果，误差控制在设计 要求的范围之内。
表1水位测试标准值（mm)测量显示结果（mm)水位误差（mm) 000108-2262604849+1103101+11321320160159-1200201+1210209-1表2 P H值测试标准值测量显示结果P H值误差7.07.006. 16. 104.5 4.4-0. 13.2 3.202.3 2.4+0■11.2 1.20(下转第22页)田gJIiiT和74HC 74进行整形后在送入单片机的10端口，单片机与编码器 的具体的电路图如图2所示。
图2单片机与编码器的电路图3软件设计软件设计核心工作是电机速度的调节，为了提高系统的精 度,引入了 P W M 闭环速度控制环节,具体的要求是利用单片机的 定时测量电机的经过编码器输出的脉冲，根据一定的规则算出速 度值，然后根据用户的设定值经过经典的PID 算法后，输出一定 比例的PWM ,利用PWM 经过L 298N 去调节电机的速度，同时通过 广州大彩屏把系统当前速度及温度显示出来[6_8]。
系统软件主要 由主程序如下图所示，主要由系统初始化、原始数据的获取、按键 操作、数据通信和显示等功能，流程图如图3所示。
图3程序流程图(上接第26页）4结论经多次长期测试使用，该水情检测系统可在多次注水的情况 下，1分钟之内测量0-210m m 范围内的液位，误差不超过2i r a n ; 在不同酸碱度的情况下，也可以在1分钟之内测量液体PH 值，误 差不超过0. 1,达到了设计要求。
被设计提供了一种简易的便携式 7J C 情检测装置解决方案,可广泛应用于各种水资源和水污染检测。
4实验与调试测试环境是采用5V 电机、电源采用的是开关电源进行测速, 编码器采用欧姆龙的E 6A 2-CW 3C 。
其中设定值和测量值实验数据 如表1所示。
表1电机控制测试结果r . min_1设定值测量值误差分析10.09. 9010%20.019. 8515%30.030. 2525%40.039. 937%50.050.055%60.059. 064%70.079. 964%80.080. 055%90.090.088%100.099.937%5结论本文提出了基于STM 32F 103ZET 6为核心的直流电机测速方 案，主要测速器件是光电编码器，STM 32F 103ZET 6对得到的编码 脉冲进行计数后转换成电机的速度，为了得到设定的速度值，单 片机把设定值和测量值输入PID 控制算法进行计算，把计算得到 的结果转换成一定占空比的PWM 反馈控制电机，电机的速度通过 彩色的LCD 显示出来。
经过自己搭建实验证明,该系统精度高、结 构简单、性价比高，具有一定的实用价值。
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