水位检测仪系统文献综述
水位检测仪系统文献综述
高精度水位监测仪的设计一.高精度水位监测仪意义中国水之源总量居世界第六位,人均占有水资源量仅为世界人均占有量的四分之一,并且在地域上分布很不平衡,长江以北的广大地区,特别是北方大、中城市大部分地区处于缺水状态,水资源短缺已成为制约我国经济发展的一个重要因素。
合理的利用水资源已成为我国现在面临的一个重要问题。
为了达到水资源的合理利用,除了要在兴修水利工程和提高全民节水意识等方面努力提高。
而更重要的是应用新的技术信息,实时准确的了解和掌握各种水情信息,以此根据做出正确的水资源调度和管理,做到防患于未然,尽可能减少水资源的浪费。
再加上长久以来水情水位测量一直是水文、水利部门的重要课题。
为及时发现事故苗头,防患于未来,经济实用、可靠的水位无线监测系统将会发挥巨大的作用。
水位是水库大坝安全、水利排灌调度、蓄水、泄洪的重要参数之一。
水位的自动化监测、传输和处理为水库现代化建设提供了良好的基础资料。
在工农业生产的许多领域都需要对水位进行监控。
在现场可能无法靠近或无需人力来监控时,我们就可以通过远程监控,坐在监控室里对着相关的仪器就能对现场进行监控,既方便又节省人力。
为了保证水利发电站的安全生产,提高发电效率,水电站生产过程需要对水库水位、拦污栅压差和尾水位进行监测。
但是,由于不同电站有着不同的实际情况,因此就有着不同的技术要求,而且水位参数的测量方法和测量位置不同,对监测设备的要求亦有所不同。
这样往往造成监测系统设备专用化程度高,品种多,互换性差,不利于设备维护,亦增加了设备设计、生产、安装的复杂性。
因此,在综合研究水电站水位监测的实际情况以及特点的基础上,利用现代电子技术,特别是单片机技术,设计开发一种通用性好,可靠性高,维护方便,精度高的水位监测系统具有重要的实际意义{1}。
二.高精度水位监测仪的发展历史目前我国水文自动测报系统建设的三个阶段:初级阶段、发展阶段以及网络化阶段。
上一世纪七十年代中期开始到八十年代中期为初级阶段。
水库液位自动监测报警系统概要
水位监控论文
基于GPRS与CAN总线的水情智能监测系统的设计与实现摘要:本文研究并开发了一种现场采用CAN总线进行数据采集,而利用GPRS 进行数据传输的远程水位实时监测系统,该系统借助成熟的GPRS无线数据通信技术,结合TCP/IP通信协议,实现了CAN总线报文和IP协议的相互转换并通过GPRS无线网络和互联网传输CAN总线报文信息,进而对水库、河流等水情进行实时、可靠的监测。
关键词:GPRS;CAN总线;水位监测系统Abstract: This paper developed a remote water level real time monitoring system which adopts CAN bus collecting the data, and the GPRS module is used to transmit the data. With advanced and reliable GPRS wireless communication and TCP/IP communications protocol, The system can Mutual converse between CAN Bus message and Ip agreement, and can transmit CAN bus message by GPRS Wireless network and Internet, And reliable monitor water-level of rivers and dams in real time. Key words :GPRS;CAN bus;The water monitoring system引言:我国地域辽阔,地形复杂,气候变化无常,河流来水量变化剧烈,水、旱灾害发生频繁,大小洪水连年不断。
报汛不及时,水情不明是导致灾情加重的重要原因,水情信息是防汛抗旱决策的重要依据。
水位检测仪系统设计毕业设计论文
目录摘要 (3)一、绪论 (4)(一)单片机高塔水位控制系统 (4)(二)设计的技术要求和设计任务 (4)(三)设计背景 (4)二、单片机基础 (5)(一)单片机概述 (5)三、硬件设计 (6)(一)单片机最小系统电路设计 (6)(二)水位检测传感器的选用 (7)(三)稳压电路的设计 (7)(四)光报警电路的设计 (8)(五)继电器控制水泵加水电路 (9)(六)电源电路 (10)四、设计语言及软件 (11)(一)汇编语言介绍 (11)(二)wave6000软件介绍 (11)(三)Proteus软件介绍 (13)五、软件设计 (15)(一)系统原理 (15)(二)系统结构图 (15)(三)系统组成及原理 (16)(四)系统总原理图 (17)(五)系统总程序如下 (18)(六)低水位的程序设计 (19)(七)中水位程序设计 (19)(八)高水位程序设计 (19)(九)故障程序设计 (19)毕业设计总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)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仪系统设计。
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一、绪论(一)单片机高塔水位控制系统在高塔的内部我们设计一个简易的水位探测传感器用来探测三个水位,即低水位,正常水位,高水位。
最新水力机械测试技术文献综述
文献综述水力机械测试技术前言:我国水资源总量丰富,但水资源的地域分布和时间分布不均衡,泵站在洪涝、干旱中起到排水与灌溉的作用,并在区域调水、水利发电中均发挥重要作用。
我国的机电排灌工程数量和规模上都接近国外先进水平,但由于种种原因,在技术、工程质量、工程管理以及经济效益等指标上,还存在一定差距。
为改变当前各地机电排灌泵站效益低,能耗大的现状,必须进行节能技术改造,分析模型试验或泵站检测中得到的信息,对泵站运行特性进行测试,找出问题症结,采取有效措施进行改造,以便取得较高的经济效益。
为在泵站系统检验中得到更加丰富的信息,我们想到了设计此综合测试仪器。
本文献综述主要针对现在比较常见的几种水利机械测试系统进行了了解和探究。
现在主流水力机械测试仪器主要集中测试水力机械的性能参数,比如:泵效、扬程、流量、水泵功率等,针对水力机械压力脉动、振动等参数的测量是比较少的,没有现成的综合测试仪器。
除此之外,大多设备都是基于单端输入的测量方式,这种测量方式容易受到信号的接地,外部干扰信号的影响。
本文献综述主要针对现在比较常见的几种水利机械测试系统进行了了解和探究。
关键词:水力机械测试1.测试系统概况影响水利机械的运行情况的参数有很多种,其中以水泵测试为例,水泵性能检测是根据其测试仪表所得的大量数据进行计算和实时处理,并将处理结果绘出曲线,再判断是否符台国标标准的要求。
水泵质量的测试根据不同的需求分为三种:出厂,型式和汽蚀测试,后两中测试是对开发的新型水泵进行的严格的性能检测。
本系统的工作地点是在水泵生产车间中,周围的环境干扰大,灰尘大,环境恶劣。
所以在测试过程中,我们也需要测得很多种需要的参数,包括流量,振动,压力脉动等等。
而想要去的实施监测的数据,如果靠人工进行数据的采集和处理,效率会非常低,半个月才能测出一台水泵的效率。
除此之外,人工测量会引入很多认为的不可避免的误差,更无法精确的做到采集数据的同时性,这使得最后无法测得我们需要的结果。
液位测量技术研究背景现状及趋势
液位测量技术研究背景现状及趋势1研究背景 (1)2液位测量技术的概述 (1)2.1液位的概述 (1)①雷达液位传感器 (2)②超声波液位传感器 (2)③同位素/放射性液位传感器 (3)④电子类液位传感器 (3)⑤热学式液位计 (4)⑥光学液位计 (4)⑦液压类液位计 (4)2.2国内外液位测量的现状分析 (5)2。
3国内外液位传感器的发展方向 (6)1研究背景在很多工业生产过程中,常常需要测量各种固体、液体物料的高度、体积等参数,但是由于测量是瞬时的动态信号,数据的精确性、稳定性、可靠性要受到诸多环境因素的影响,如温度、油压、油管的阻尼比、变频器的高频干扰、油路的泄漏等。
液位测量主要是基于相界面两侧物质的物性差异或液位改变时引起有关物理参数的变化的原理而实现的。
这些物理参数可能是电量的或非电量的如电阻、电容、电感、差压以及声速和光能等,它们的共同特点是能够反映相应的液位变化并易于检测.由于电子技术的发展,很好地解决了温度变化和寄生电容干扰等对电容式传感器测量准确度的影响为电容式传感器的应用开辟了广阔的前景。
2液位测量技术的概述2.1液位的概述在各种化工、食品、石油、仓储等工业生产过程中,经常要对存储在储仓、罐和其它容器中的生产原料及产品、液体或固体的体积或高度进行测量和控制以确保生产的正常进行,通常方法是对物位进行测量,而物位又可以分为液位、料位、界面三种。
即:1)液位是指:积存于各种容器内的液体表面高度及所在的位置称为液位,如油罐、水库、水塔等容器内所储的液体表面的位置或高度。
2) 料位是指:固体颗粒、粉料、块料的高度或表面所在位置称为料位,如炉、罐、槽内的颗粒状或粉末状固体物质的体积或高度.3) 界位是指:两种或以上的不同比重且不相容的分界面,如油与水的分界面,用于测量这些参数的传感器称物位传感器,其中,根据测量的物位范围或测量对象不同,又分为:液位传感器、料位传感器及界位传感器.液位测量技术在工程领域有着极为广泛的应用,在一般的生产工艺加工过程中,通常只需要对物料的表面位置进行记录和储存,以作为确保生产工艺、安全等方面的需要。
监测水位分析范文
神经网络模型
定义与原理:神经网络是一种模拟人脑神经元连接方式的计算模型,通过训练不断优 化权重参数,实现对输入数据的分类、回归或模式识别等任务。
水位变化趋势预测中的应用:利用神经网络模型对历史水位数据进行分析和 学习,建立水位变化趋势的预测模型,为决策者提供准确的水位预测信息。
模型选择与构建:根据实际需求选择合适的神经网络模型,如多层感知器、卷积神经 网络等,并依据数据特点进行模型参数的调整和优化。
数据分析方法
收集数据:通过水位传感器等设备收集水位数据 数据预处理:对收集到的数据进行清洗、整理,去除异常值和噪声 数据分析:采用统计学方法对数据进行处理和分析,提取有用的信息 结果展示:将分析结果以图表、表格等形式进行展示,便于理解和应用
异常值处理
定义:异常值是指在水位数据中出现明显不符合正常规律的值 识别方法:通过统计方法、图形化方法和专业经验进行识别 处理方法:剔除异常值、修正异常值和保留异常值,根据具体情况选择合适的方法 注意事项:避免误判和漏判,确保数据的准确性和可靠性
数据可视化
图表类型:折线图、柱状图、散点图等 数据处理:清洗、整理、筛选等 图表美化:颜色、字体、布局等 交互功能:筛选、放大、缩小等
05
水位变化趋势预测
时间序列分析
时间序列数据的收集与整理 时间序列模型的建立与选择 模型参数的估计与检验 时间序列预测与决策应用
回归分析
回归分析的定义和原理 回归分析在水位变化趋势预测中的应用 回归分析的优缺点及适用范围 回归分析的实例展示及结果解释
THANK YOU
汇报人:云儿
06
水位影响因素分析
自然因素
降雨量:直接影响地下水位,雨季时地下水位升高 蒸发量:影响地下水补给,干旱季节地下水位下降 气温:影响冰川融水,冰川融水增多时地下水位升高 地质构造:影响地下水流动,地质构造复杂时地下水位变化不稳定
液位的检测论文
液位的检测报告论文姓名:石兵专业:应用电子班级:电子一班学号:1004061062011/12/26液位的检测论文摘要液体液位的检测在工业生产、野外勘测、医疗检查和船舶航行中广泛地使用,国内外采用的电子化和数字化等自动化检测技术和手段,以提高检测的准确性,随着科技的发展,检测技术更趋向于智能化。
液位的检测有浮体式、电容式、电极式和超声波法等多种检测方法。
关键词液位、传感器、灵敏度、频率、温度。
液位检测的分类:一、接触式液位传感器1.浮体式。
浮体传感器主要分为浮筒式和浮子式。
其工作原理:一般情况下是浮体与某个测量机构相连来实现测量。
如重锤或内置若干个干簧继电器的不锈钢管,浮体的浮体的运动被重锤或对应位置上的干簧继电器转换为相应的也液位。
使用范围为:清洁液体的连续式检测与开关的液位检测.2. 电容式。
其工作原理:是利用液位的变化会引起其导电率的变化,从而转换成电容值发生变化的检测装置.使用范围为:腐蚀性液体、沉淀液体和其他化工工液体液位的检测。
3、差压式。
其工作原理:利用液体的压强原理,在液体底部检测底压强和标准大气压的压差来检测,用固态压阻传感器作为检测压差的核心部件。
使用范围为: 适用于液体密度均匀、底部固定条件下的液位检测。
4、直流电极式。
其工作原理:利用液体的导电特性,将导电液体的液面升高转换为电路的开关闭合,该开关信号直接或经由一个简单电路传给后续电路。
使用范围为: 适用于导电液体密度均匀、底部固定条件下的液位检测。
5、光线液位式。
其工作原理:利用光导纤维中光在不同介质中传输特性的改变对液位进行检测。
使用范围为: 适用于任何液体的液位高度的检测与控制,特别适用于易燃、易爆、腐蚀性的液体检测。
6、雷达液位变送器。
其工作原理:主要由雷达探测器(一次表)和雷达显示仪(二次表)组成。
雷达探测器主要由主体、连接法兰和天线三部分组成。
天线分为喇叭型和直接与波导管连接两种形式。
雷达显示仪提供连接上位计算机的RS-485接口,可以传递液位等参数及报警信号,亦可通过上位计算机对智能雷达显示仪进行控制。
自动水文监测系统设计文献综述.doc
自动水文监测系统设计文献综述1.水文监测的研究意义特定的自然地理条件,决定了中国是一个水早灾害频繁的国家,防灾减灾成为保障国家经济建设和人民生命财产安全以及社会稳定的一项重要工作。
水文工作是水利的基础工作,社会对水文需求越来越迫切,水文作为国民经济和社会发展的基础性、前期性工作的任务越来越艰巨和繁重。
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水文现代化是一个地区在一定的历史时期内为满足国民经济建设、社会进步和水利发展的需求,使水文信息采集、传输、处理、应用、信息服务和管理等方面具有先进实用的科技水平[1]。
水文现代化建设是以推动水文适应经济社会发展需求为目标的动态发展过程,具有强烈的时代特征,反映了时代的科技发展水平和经济社会发展的需求。
水文现代化不仅是物质基础的现代化,技术手段的现代化,更是思维方式,思想方法的现代化。
水文现代化建设是水利信息化的基础。
其中信息传输是水利信息化的重要基础工作之一。
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2.国内外发展现状目前我国水文监控系统的建设中,数据采集和检测技术水平不断提高,数据的传输却存在较大的问题,如传统的拨号和专线的固定网络接入方式严重地限制了个人甚至企业的活动自由和范围,不能满足自动测报的要求;随着我国经济社会的发展,对水文信息不断提出新要求,水文观测项目和内容不断增加,对观测手段和方法以及水文监测监控技术的研发和应用提出了越来越高的要求;现代电子技术、传感技术、通信技术和计算机技术的迅速发展,也促进了水文监控技术自动化的发展[2]。
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3.自动水文监测的技术分析3.1水文信息采集随着电子计算机信息技术的不断发展和完善,采用单片机实现的数据采集系统的应用越来越多。
采用单片机实现的数据采集系统具有自动化和无人值守等特点,使得它们在许多应用场合得到了广泛的应用。
MSP430F149单片机的数据采集系统具有一定的通用性,它通过片内的A/D转换通道与外部的采集传感器进行连接,采集系统采集得到数据后通过UART串口将数据送到上位机上进行处理,从而降低系统的负担,增加系统处理的灵活性,并且也可以避免采集系统的海量存储器[3]。
水位检测论文
摘要全自动水塔控制监测系统,改变了传统水塔利用水的导电性,在不同高度安装3根金属棒用来感知水位变化的检测方式。
本设计结合了当今先进的研究成果优化了水位变化信号的检测端,基于单片机的水塔水位控制系统可以使水塔水位自动保持在一定的范围之内,同时让水塔有足够的储水量满足用户需要。
除此之外本系统还具有空塔报警、溢塔自动处理、用户设置水位上限、液晶屏显示当前水位等功能。
所以这是一个可靠、高效的水位监测与控制系统。
本设计通过一个安装在水塔内部的电容式液位传感器,采用的电容式传感器结构是一种低成本、重复性好、灵敏度高、测量稳定的传感器信号变换电路。
它利用CAV424单一或差动电容式信号转换电压输出集成电路,依据液面高度与传感器电容量成单调函数的关系,通过单片机计算水位高度,最后再经电磁阀对进水进行控制,实现了水位测量与控制系统的要求。
关键词:单片机;水位检测;电容传感器;ADC0832;CA V424ABSTRACTAutomatic water tower control monitoring system, changed the traditional water tower using electrical conductivity of water, at different heights to install 3 metal rod used to sense water level change detection design is a combination of today's advanced research results to optimize the water level change signal detection, the water tower water level control system based on single chip microcomputer can keep the water tower water level automatically within a certain range, and let the water tower has enough supply to meet user addition this system also has the air tower alarm, automatic processing, user setting upper limit of water overflow tower, LCD screen displays the current water level, this is a reliable and efficient water level monitoring and control system.This design through a capacitive liquid level sensor installed inside the water tower, the structure of capacitive sensor is a kind of low cost, good repeatability, high sensitivity, measure the stability of the sensor signal conversion using single CA V424 or differential capacitive signal voltage output integrated circuit, based on the liquid surface height and capacitance sensor into a monotonic function, the relationship between water level through the calculation of single chip microcomputer, and then the electromagnetic valve to control the water, water level measurement and control system is realized.Key words:microcomputer;power system;liquid level measurement;capacitive sensor;ADC0832;CA V424目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)1.1 选题背景及研究意义 (1)1.2.1 水位检测与控制的概念 (2)1.2.2 水位检测技术的研究现状 (2)1.3 课题主要设计内容及要求 (3)1.3.1 课题设计内容 (3)1.3.2 课题设计要求 (3)2 水位检测与控制系统相关原理 (4)水塔工作原理分析 (4)2.1.1 水塔工作原理 (4)2.1.2 水塔的的水位检测与控制系统 (5)2.2 水位检测系统 (6)2.2.1 电容式水位传感器的原理 (6)2.2.2 CA V424电容式信号转换电压输出集成电路 (7)2.3 水位控制系统 (10)2.3.1 单片机控制原理 (10)2.3.2 电磁阀控制原理 (10)3 系统硬件设计 (12)3.2 系统电路组成及设计说明 (12)3.1 硬件设计工具简介 (12)3.3 各部分电路设计 (13)3.2.1 电源电路设计 (13)3.2.2 MCU主控电路设计 (14)3.2.3 显示单元电路设计 (15)3.2.4 ADC0832电路设计 (16)3.2.5 传感器信号转换电路设计 (18)3.2.6 电磁阀控制电路设计 (19)4 系统软件设计 (20)4.1 软件设计任务 (20)4.2 程序算法设计 (20)4.3 软件设计工具简介 (20)4.3.1 Keil μVision4程序编译调试软件 (20)4.4 软件设计流程 (21)4.4.1 主程序流程图 (21)4.4.2 单片机程序流程图 (22)5 系统测试与结果分析 (23)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)1前言1.1 选题背景及研究意义水塔是在日常生活和工业应用中经常见到的蓄水装置,通过对其水位的控制对外供水以满足需要,其水位控制具有普遍性。
基于单片机的水位控制的文献综述
基于单片机的水位控制1606年,意大利人波尔塔(公元1538—1615年)在他撰写的《灵学三问》中,论述了如何利用蒸汽产生压力,使水槽中的液位升高。
还阐述了如何利用水蒸汽的凝结产生吸力,使液位下降。
在此之后,1615年,法国斯科,1629年,意大利布兰卡,1654年,德国发明家盖里克,1680年,荷兰物理学家惠更斯,法国物理学家帕潘,随后的英国军事工程师托玛斯·沙弗瑞都先后进行了研究。
这些研究仅仅是初步探索阶段,还用不到自动调节。
此次我选择的设计题目是《基于单片机的水位控制》。
研究对象是生产的全自动水箱液位控制过程,其主要控制芯片C51单片机的控制原理,以及内部控制算法——PID算法的C语言程序。
1. 生产用全自动水箱液位控制过程生产用全自动水箱液位控制的主要过程是液位传感器对液位的测量、测量信号的A/D转换、转换信号的PID运算、输出信号的放大与D/A转换、控制信号的传输与控制。
1.1 液位的测量液位的测量一般采用压差式液位传感器,其工作原理是:在一般的圆形水箱的中其截面圆的面积S是不变的,那么,重量G=△P*S,又有△P=ρg△h,所以G=ρg△h*S ,S 不变,G与△P成正比关系。
即,只要准确地检测出△P值,就能算出高度△h。
在温度变化时,虽然液体的体积膨胀或缩小,实际液位升高或降低,所检测的压力是不变的。
所以还需引入介质温度补偿。
1.2 测量信号的A/D转换将测量所得模拟信号转换成数字信号的过程,称为A/D转换。
因为单片机所能处理的信号都是数字量信号,而通过液位传感器所检测的信号为模拟量信号。
所以,我们必须先将检测的这些模拟信号经A/D转换电路转换为数字量信号,才能进行PID运算。
1.3 转换信号的PID运算检测信号经A/D转换后成为数字量信号后,便输入主控制芯片C51单片机中。
以内部设定的PID算法为基准,对其进行运算处理。
1.4 输出信号的放大与D/A转换经由单片机运算后得数字信号即为输出信号。
基于MCS-51单片机的水塔水位控制器的设计 正文+开题报告+任务书+文献综述
1绪论1.1课题背景水塔是用于储水和配水的高耸结构,用来保持和调节给水管网中的水量和水压。
水塔也是自来水设备中用来增高水的压力的装置,它是一种高耸的塔状建筑物,主要由水柜、基础和连接两者的支筒或支架组成,顶端有一个大水箱,箱内储水,塔越高,水的压力越大,也就能把水送到更高的建筑物上。
水塔的作用有两个,一是蓄水,在供水量不足之时,起着调节补充的作用。
二是利用水塔的高势,自动送水,使自来水有一定的水压扬程。
水塔按建筑材料分为钢筋混凝土水塔、钢水塔、砖石支筒与钢筋混凝土水柜组合的水塔。
水柜也可用钢丝网水泥、玻璃钢和木材建造。
过去欧洲曾建造过一些具有城堡式外形的水塔。
法国有一座多功能的水塔,在最高处设置水柜,中部为办公用房,底层是商场。
中国也有烟囱和水塔合建在一起的双功能构筑物。
按水柜形式分为圆柱壳式和倒锥壳式。
在中国这两种形式应用最多,此外还有球形、箱形、碗形和水珠形等多种。
支筒一般用钢筋混凝土或砖石做成圆筒形。
支架多数用钢筋混凝土刚架或钢构架。
水塔基础有钢筋混凝土圆板基础、环板基础、单个锥壳与组合锥壳基础和桩基础。
当水塔容量较小、高度不大时,也可用砖石材料砌筑的刚性基础[1]。
1.2 研究本课题的现实意义水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛,比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
而以往水位的检测是由人工完成的,值班人员全天候地对水位的变化进行监测,用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。
然后主控室再开动电机进行给排水。
很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都将造成很大的浪费。
同时也容易出差错。
因此急需一种能自动检测水位,并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统。
水位检测可以有多种实现方法,如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本论文采用单片机进行主控制器,在水池上安装一个自动测水位装置。
利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化,把测量到的水位变化转换成相应的电信号,主控台应用单片微机接收到的信号进行数据处理,完成相应的水位显示、控制及故障报警等功能。
水位检测系统的设计 论文
第1章引言水位检测和显示仪表装置在工业上有着广泛的应用。
本设计采用的是一种低成本的数码管显示驱动方案。
在对成本较敏感的小型系统中,该方案有着一定的参考价值。
1.1 设计背景键盘和显示器是单片机系统中人机对话不可缺少的一部分。
在许多智能仪表的设计中,多用LED数码管来显示。
这是因为LED数码管驱动简单,成本较低并且能适应恶劣的环境。
用于数码管显示驱动的芯片有很多种,常见的有MAX7219、MAX7221、ZLG7290、IMC7218B以及8279等。
这些专用芯片使用方便、功能教强,但价格偏高。
本设计中采用的循环扫描的方式,充分利用单片机快速的处理能力对各显示单元分时选通,只需普通的串行移位芯片,就可以达到显示驱动的目的。
这种方法对单片机的CPU占用率相对较高,不适宜于CPU任务繁忙的场合,但是对那些功能相对简单,CPU相对空闲的中小型系统非常实用,能够大大降低系统成本。
1.2 系统主要功能该装置对偏离零点的水位进行检测,然后将带符号的水位值(低于或高于零点)用数码管显示出来,并通过双色发光二极管LED阵列对水位高度进行模拟显示。
整个装置主要包含水位检测和显示两个部分,现将每部分功能说明如下:(1)水位检测:在0mm、±10mm、±25mm、±50mm、±80mm、±120mm、±160mm、±240mm共15点基础上,检测水位偏离零点的大小。
(2)水位显示:将上一步检测结果用数码显示出来,显示值以比实际水位小的最近点为准,例如:水位实际高度为35mm,则数码管显示25mm。
同时,用15个竖直排列的双色LED阵列直观的模拟当前水位高度,当水位没有达到某点相应的LED显示红色,达到或超过则显示绿色。
当水位低于-240mm时报警灯显示绿色,高于+240mm时报警灯显示红色,当水位恢复正常值时报警灯熄灭。
第2章硬件设计基本原理与实现方法2.1 水位检测与数据采集本设计采用电接点水位检测方法,在每一个预定水位检测点处,将两个电极安装在容器壁,使其一端能够与没过该点的水充分接触,另一端引出到容器外面同检测电路相连,两个电极等高度并间隔一定距离。
智能水位监测系统
智能水位监测系统智能水位监测系统:高效、精准的水资源管理助手随着科技的发展,水资源管理的重要性日益凸显。
水位监测作为水资源管理的重要组成部分,对于防止洪涝灾害、合理利用水资源等方面具有举足轻重的作用。
近年来,智能水位监测系统应运而生,为水位监测注入新的智慧元素,让水资源管理变得更加高效、精准。
智能水位监测系统的工作原理及运作流程智能水位监测系统集成了传感器技术、通信技术、数据处理技术等先进技术,能够实现对水位变化的实时自动监测。
首先,传感器装置被放置在需要监测的水域,负责采集水位数据,并将数据传输至系统主控单元。
然后,主控单元对接收到的数据进行处理、分析,并将结果上传至云平台。
最后,用户可以通过手机APP、电脑软件等终端设备访问云平台,查看实时水位数据,并对异常情况进行分析和处理。
智能水位监测系统的优点与不足智能水位监测系统具有以下优点:1、实时监测:系统能够实时传递水位数据,让用户第一时间掌握水域的实际情况。
2、精准度高:借助先进的传感器技术和数据处理技术,系统的测量结果准确可靠。
3、自动化:系统能够自动完成数据采集、处理、分析等任务,大大降低了人工操作的繁琐程度。
4、可远程监控:用户可以通过互联网远程访问系统,方便快捷。
然而,智能水位监测系统也存在一些不足之处:1、成本较高:引入智能化技术需要一定的硬件投入和维护成本。
2、对网络依赖性强:系统需要依赖稳定的网络环境才能正常运作。
3、数据安全性问题:数据传输和处理过程中可能存在数据泄露的风险。
智能水位监测系统的应用场景与优势分析智能水位监测系统在以下场景中具有显著优势:1、防洪防涝:系统能够实时监测水位变化,为防洪防涝决策提供科学依据。
2、水资源管理:通过监测水位的动态变化,系统可以为水资源的合理开发利用提供数据支持。
3、环境监测:智能水位监测系统可以用于监测河流、湖泊等水域的水质变化,为环保工作提供支持。
4、农业灌溉:通过实时监测土壤湿度和地下水水位,系统可以为农业灌溉提供精准的数据指导。
水塔水位控制系统文献综述
文献综述题目水位检测方法学生姓名专业班级电子信息工程07级2班学号院(系)电气信息工程学院指导教师完成时间2011年04月20日水位检测方法水位检测方法摘要在社会经济飞速发展的今天,水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用,一旦断了水,轻则给人民生活带来极大的不便,重则可能造成严重的生产事故及损失。
随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高,各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活,以单片机为核心的水位控制系统就是其中之一。
水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,水塔供水的主要问题是塔内水位应该始终保持在一定范围内,避免“空塔”、“溢塔”现象发生。
传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,而自动控制原理,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,保持水压恒定以满足用水要求,从而提高了供水系统的质最。
而智能控制系统的成本低,安装方便,灵敏性好,是节约水源,方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。
关键词水位信息水塔水位水位计目录摘要 (I)1引言 (1)2 水位检测 (2)2.1 水位检测现状和发展趋势 (2)2.2 水位测量的分类 (3)2.2.1 非接触型水位仪表 (3)2.2.2 接触型水位仪表 (4)参考文献 (6)1引言我国的供水自动化系统发展已初有成效。
供水自动化系统主要包括水厂自动化和供水管网调度自动化两个方面。
由水工业的社会性所决定,水工业的学科体系由多个相互关联的学科组成,包括:水质与水处理枝术、水工业工程技术、水处理基础科学、水社会科学,水工业设备制造枝术等,它们共同支撑着水工业的工业体系。
而在这些学科中水质与水处理技木和水工业工程技术是水工业学科体系中的主导学科。
近几十年来,自动控制技术迅猛发展,在工农业生产,交通运输,国防建设和航空,航天事业等领域中获得广泛的应用。
随着生产和科学技术的发展,自动控制技术至今己渗透到各种科学领域,成为促进当今生产发展和科学技术进步的重要因素。
基于单片机的水位检测文献综述
1引言大型水箱是很多公司生产过程中必不可少的部件,它的性能和工作质量的优良不仅仅对生产有着巨大的影响,而且也关系着生产的安全。
在过去,大量的对水箱操作是由相应的人员进行操作的,这样的人工方式带来了很大的弊端,比如水位的控制,时刻监控水箱的环境,夜间的监控等等,操作员稍有疏忽,或者简易的监则器件损坏,将带来无法弥补的损失,更严重的会危机到生产人员的人身安全等。
所以,对水箱控制,如果能够使用精密的而且完全会严格按照生产规定运行的自动化系统,可以最大限度的避免事故的几率,同时也能节省资源并能有效提高生产的效率。
2历史背景在过去的几十年中,水箱主要是手动控制,即便采用浮标,电极等机械式控制,也极易造成资源的浪费。
大部分原因是水箱内部水位没有及时反馈,从而使控制上有一定的延迟,从而造成了水量过多或者没能及时补水而导致资源的浪费或生产出现异常。
因而实现对水箱水位的实时精确控制以改善补水过多和及时补水的情况,成为过去几十年水箱控制技术发展的重点。
[1]我国仍然处于生产型发展中国家,所有几乎在能源相关的所有领域中,水箱是比不可少的部件,即使是发达国家也不例外。
它性能的优良与否关系直接关系到企业的生产安全和效益。
随着我国嵌入式技术的发展,我国控制系统技术已经达到国际水平,但是在中小型企业以及民用产品,大量的水箱控制任然通过专职的人员进行控制。
随着我国单片机开发技术的逐渐成熟,以及单片机生产成本的下降,基于单片机的水箱控制系统应用到中小型以及民用产品有着交大的发展空间。
而且越来越多的水箱生产厂商开始聘用单片机开发人员和电路设计人员,将控制系统成为水箱设计的一部分,以提高自身产品的安全性能和科技含量来提高产品在市场中的竞争力。
[2]3发展现状水箱控制系统已不仅仅局限于大型的电厂、煤炭、钢铁等大型企业领域,它以自身的自动化控制系统的安全优势,已经慢慢深入到一些民用水箱产品。
但是目前阶段,它的成本还很高。
比如把一台纯手工家用水箱设计成自动化控制的水箱,从硬件的设计和铺设,对于民用化产品实施的性价比较高。
水位监测仪在实际测量中的应用论文
水位监测仪在实际测量中的应用论文水位监测仪在实际测量中的应用论文1 水位监测仪概述水位检测仪为全数字化仪器,具有显示精度高,牢靠性高,抗干扰力气强的特点。
该仪器适用于监测水深1~30m,安装便利,使用简洁。
1.1 水位监测仪的功能(1)显示地下水位;(2)设定高、低水位报警;(3)设定电池电压超、欠压报警。
1.2 水位监测仪的使用环境(1)使用地海拔低于2500米(2)使用环境温度:-20℃~60℃(3)环境相对温度≤90%(4)四周介质无导电尘埃,无腐蚀性气体,无爆炸危险1.3 水位监测仪的主要技术参数(1)水位深度1~30米(2)显示精度:1/10002 水位监测仪功能结构与基本工作原理水位监测仪功能结构如图1所示。
水位检测仪是由液位变送器送来液位信号经单片进行数字化处理后放射至接收部分,再经单片机处理后进行显示及报警。
3 水位监测仪在实际测量中的应用3.1 项目概况乌鲁木齐轨道交通1号线南起三屯碑,终点位于地窝堡国际机场,线路全长26.5km,共设车站21座。
起始站三屯碑车站位于乌鲁木齐市南郊三屯碑水上乐园广场,场地东侧为水上乐园大门,西侧为南郊客运站。
车站起点里程AK0+265.15m,车站终点里程AK0+469.55m,长204.4m,宽约150m.拟建构筑物为地下工程,主体结构为双层多跨框架,最大开挖深度达25m.3.2 场地水文地质条件依据工程钻探所揭示的地层结构,场地基岩面以上地下水为松散层孔隙潜水及承压水,基岩为裂隙潜水。
潜水主要埋藏于地表人工(杂)填土和下伏冲、洪积圆砾中,水位 1.3~3.1m,高程为 922.42~925.29m,含水层厚度0.3~9.5m.承压水主要埋藏于潜水含水层之下的圆砾中,隔水顶板为其上粘性土层,顶板埋深 7.0~14.0m,顶板高程 912.28~919.38m,隔水底为下伏粘性土层或泥岩强风化岩层。
含水层厚度1.4~6.5m,属强透水地层。
场地表层多为硬化的地面、路面,不利于大气降水的入渗,地下水的主要补给来源为地下径流,承压水与潜水含水层有确定的水力联系,以地下径流为主要排泄方式。
单片机液位检测及显示电路设计_文献综述
单片机液位检测及显示电路设计_文献综述毕业设计(论文)文献综述题目单片机液位检测及显示电路设计专业班级学生指导教师单片机液位检测及显示电路引言随着社会的进步、生产工艺和生产技术的发展,人们对液位的检测提出了更高的要求。
而新型电子技术微电子技术和微型计算机的广泛应用于普及,单片机控制系统以其控制精度高,性能稳定可靠,设置操作方便,造价低等特点,被应用到液位系统的控制中来。
液位测量广泛应用于工业、经济、生活等领域。
本设计以水箱供水为模型,用于对水箱液位信号进行测量监控记录。
基于单片机的液位测量装置具有测量准确、重复性好、功耗低、使用寿命长的特点,是广泛采用的技术。
在深入学习科学发展观的同时,电子设备的设计也需融入可持续发展的设计理念。
故此,在基于单片机的液位测量装置基础上,扩展实时监控、数据采集、计算机串行通信等功能,从而能够通过科学的方法将液位测量与统计科学结合,合理调度水资源,降低能源消耗。
课题国内外现状当今社会,应用单片机的产品已经渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的足迹。
现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等,这些都离不开单片机。
因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的工程师和科学家。
科技越发达,智能化的东西就越多。
学习单片机是社会发展的必然需求,也是大学期间的必修课。
在国内单片机学习呈上升趋势,但是很多人学习时没有头绪,不知道从何下手。
面对种类繁多的各类开发板,仿真器,让初学者无所事从,不但多花钱还多走不少弯路,学生学习单片机没有大的资金投入,能够做到少花钱多办事才是最好的。
Intel8051系列是我们在大学课堂中学习的。
因此本课题围绕8051系列单片机设计,从电路图绘制,PCB板设计,硬件焊接,程序设计,在线仿真到各项功能实现,目的在于让学生将课堂上学来的理论知识与实践相结合,提高对单片机的认识,学习专业软件的操作,熟悉制作过程,掌握一门技能,加强专业知识的掌握。
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高精度水位监测仪的设计
一.高精度水位监测仪意义
中国水之源总量居世界第六位,人均占有水资源量仅为世界人均占有量的四分之一,并且在
地域上分布很不平衡,长江以北的广大地区,特别是北方大、中城市大部分地区处于缺水状态,水资源短缺已成为制约我国经济发展的一个重要因素。
合理的利用水资源已成为我国现在面临的一个重要问题。
为了达到水资源的合理利用,除了要在兴修水利工程和提高全民节水意识等方面努力提高。
而更重要的是应用新的技术信息,实时准确的了解和掌握各种水情信息,以此根据做出正确的水资源调度和管理,做到防患于未然,尽可能减少水资源的浪费。
再加上长久以来水情水位测量一直是水文、水利部门的重要课题。
为及时发现事故苗头,防患于未来,经济实用、可靠的水位无线监测系统将会发挥巨大的作用。
水位是水库大坝安全、水利排灌调度、蓄水、泄洪的重要参数之一。
水位的自动化监测、传输和处理为水库现代化建设提供了良好的基础资料。
在工农业生产的许多领域都需要对水位进行监控。
在现场可能无法靠近或无需人力来监控时,我们就可以通过远程监控,坐在监控室里对着相关的仪器就能对现场进行监控,既方便又节省人力。
为了保证水利发电站的安全生产,提高发电效率,水电站生产过程需要对水库水位、拦污栅压差和尾水位进行监测。
但是,由于不同电站有着不同的实际情况,因此就有着不同的技术要求,而且水位参数的测量方法和测量位置不同,对监测设备的要求亦有所不同。
这样往往造成监测系统设备专用化程度高,品种多,互换性差,不利于设备维护,亦增加了设备设计、生产、安装的复杂性。
因此,在综合研究水电站水位监测的实际情况以及特点的基础上,利用现代电子技术,特别是单片机技术,设计开发一种通用性好,可靠性高,维护方便,精度高的水位监测系统具有重要的实际意
义{1}。
二.高精度水位监测仪的发展历史
目前我国水文自动测报系统建设的三个阶段:初级阶段、发展阶段以及网络化阶段。
上一世纪七十年代中期开始到八十年代中期为初级阶段。
八十年代中后期开始的十余年为(小流域)水文自动测试系统建设的发展期。
九十年代后期为适应防汛和水利调度现代化、信息化的要求,以及近代通信、嵌入式、计算机和网络技术高速发展的时代特点,水文自动测试系统的建设进入了网络化阶段。
近三十年的发展历史,水位自动测报系统的建设和技术有了巨大的进步。
在不同的历史时期,所建系统快速采集的数据,为防汛和水利调度的决策提供了依据和参考,发挥了相当大的社会经济效益。
不少系统除常规水雨情信息外,闸门开度、大坝渗压渗流、灌区水位流量、土壤墒情、风向风速、温度湿度、地下水位乃至在线水质监视参数陆续纳入遥测系统,使遥测系统的功能大为扩展,从而可为防汛、水利调度、水环境管理等各应用服务提供了更多的实时数据。
水位自动测报系统运用的先进技术有:
·可靠的传感技术:各种类型的传感技术,声学、光学、力学和化学的传感技术。
系统的可自动监测的参数不断丰富。
·所有可利用的通信技术:有线和无线通信技术,自建和公共通信网等。
系统的实时传输越来越快捷、准确。
·计算机及电子技术:从单片机到个人电脑、服务器,从高可靠的RTU 到双机冗余,系统功能和可靠性不断提高。
·网络技术:从局域网到广域网,从数据库到数据共享,为预报提供了更好的数据基础。
系统为地方乃至全国的防汛、水资源调度及时提供准确数据的能力越来越强。
现在用于自动化监测的水位传感器主要有浮子式水位计、压力式水位计、电子水尺和超声波水位计等。
这些传感器可以直接接到嵌入式isc2410主板的扩展口上,自动监测水位参数。
{1}三.高精度水位监测仪的设计的原理框图
水位检测仪的控制系统的控制图如上图所示。
首先用水位监测仪的超声波水位传感器采集到的物理参数转化为模拟信号。
然后通过A/D转换器转换成单片机可识别的数字信号,将其送入单片机控制器中进行处理。
随后将输出信号再通过D/A转换器转换为模拟信号,已完成对水位的检测。
四.总结
目前有些水位监控仪在运行过程中存在着一些问题,如:系统不稳定、抗干扰能力差、精度低、输出控制或显示信号不满足要求、现场更改程序或程序升级麻烦及通信能力差等。
所以在众多水位监测系统中,集成于单片机的水位检测具有良好的前景,并具有在精度与使用环境上的优势,不需标定,安装实施方便,能瞬时连续长期检测,能先是检测结果等许多优点。
多点水位数据采集:具有自动检测水位等功能,可根据需要进行定时检测、选点检测和巡回检测;水位数据传输:采集的数据进行远程传输,需要解决远程传输数据不稳定和有干扰等影响;水位数据分析:通过单片机进行数据分析,然后将数据传输到LED和报警器,进行数据显示或报警;水位数据显示:根据传回的数据通过LED显示;水位预警:根据水位实测值与人工设定的超限制或相关数据模型进行对比分析,若实测值超过设定的范围,则报警。
参考文献
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