搜索
1论文题目基于单片机的水位控制系统一、选题背景和意义随着社会经济的飞速发展，人口密度的不断增加，水资源的利用率与节约用水意识就相对越发重要了。水位控制被广泛地应用在日常生活和工业上，通过对水位的控制对外供水以满足需要，其水位控制具有普遍性。水资源一直都在人们日常生活和生产中起着至关重要的作用，突然断水，不仅会给人们的生活带来大大的不便，而且如果长时间缺水，则很有可能造成严重的自然灾害甚至更大的损失。因此，供水系统往往是建筑、生产或企业中最重要的基础设备之一。供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范围，避免“空塔”、“溢塔”现象发生。当水位到达水位下限时自动启动电机，给供水；在水位达到水位上限的时候自动关闭电机，停止供水。并能在供水系统出现异常的时候能够发出警报，以及时排除故障，随时保证的对外的正常供水作用。目前，控制水位方法较多，其中较为常用的是由单片机控制实现自动运行，使内水位保持恒定，以保证连续正常地供水。随着我国单片机开发技术的逐渐成熟，单片机具备了高集成度，体积小，高可靠性；控制功能强；低电压，低功耗；易扩展和单片机生产成本低的优点。所以，基于单片机的基于单片机的水位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。使用单片机实现水位控制具有较高的使用价值和稳定性好等特点。利用水的导电性能实现对水位的测量，可以有效地保证水位的自动控制，能更好地对水位进行自动化控制，避免了工作人员在现场进行测检操控，方便了工作人员对水位的控制，控制方便且系统稳定性能好。单片机具备了不仅体积小，安装方便，功能较齐全等优点，而且有很高的的性价比，应用前景广阔，同时有助于发现可能存在的故障，通过微机实现给水系统的自动控制与调节，维持稳定系统，保证安全经济运行。此次设计就是采用AT89S52单片机为核心的一种基于单片机的水位控制系统，具有较高的使用价值和优越性。本系统与PLC控制系统相比较大大降低了使用成本，提高了控制运行速度。根据仿真模拟运行的结果表明，该系统能很好的运行，将液位控制在给定的范围内，对过高和过低的水位进行实时安全警报，稳定性能好，容易操作和控制，保证了生产的正常运行。二、国内外研究现状、发展动态现阶段的智能基于单片机的水位控制系统设计中最常采用的三种手段可实现上述功能：PLC基于单片机的水位控制系统；单片机智能水位控制；光纤传感器在水位检测中的应用研究。基于单片机的成本相对于其他两个控制系统较低，所以2当前单片机控制水位的研究占据了市场的主导位置。单片机基于单片机的水位控制系统以其自动化控制系统的安全优势，不仅大量使用于工业生产领域，并且开始慢慢深入到一些民用水箱产品。但是目前阶段，要应用到农村当中，因为它的成本问题，还是无法普及各个地方。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。因此大规模的使用仍受到经济上的限制。但是，从长远来看，随着自动化技术的改进和硬件成本的降低，以及人们对资源浪费的重视。水箱控制系统仍然有大规模推广的前景。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。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。目前市场上在用的水位控制方式主要有以下几种：（1）外置水压式水位控制：其工作原理是利用水箱内水的自身压力转化为力矩,利用自来水的压力膨胀,结合杠杆原理制作而成.可实现水箱的全自动进水控制。该控制阀水位调节范围广，使用水位调节范围是0~3m;3~6m；6~10m(三种阀)的水位高度；使用调节压力范围是0~0.2Mpa。对自来水有减压作用，洗澡时易调节水温，节水。（2）电极式水位控制：使用多个电极线与水面接触，探测水位。最明显的优点就是成本低廉。（3）液位变送器+智能控制器方式：属于模拟量控制，可以实时显示水位数值，对于水位失控或设备故障可以提前预警。集成了双泵智能控制，控制系统接线简单。可设高、低、超高、超低四点控制，控制点（水面位置）在控制器上设定，极其方便。智能控制器可与电脑联网，可以远程监视水位及设备运行情况。是从工业控制系统移植而来，稳定可靠。相比于发达国家在单片机新型系统研究、制造和应用上，他们的经验丰富，技术趋于成熟。我国在新型测控装置与系统研究、制造、应用和经验上，与发达国家相比还存在差距。三、研究的内容及可行性分析该设计的目的是应用单片机控制技术，以AT89S52单片机为核心控制，实现了水位检测功能、水位控制功能、报警功能。该系统操作方便、性能良好。关键词：单片机水位控制方案：单片机控制方案设计1、设计思路用单片机做水箱水位控制这个设计核心也是传感器，将信号传送到单片机，单片机再将信号输出给电机，来完成设计的要求工作。主要分三块：单片机本身一块；传感器；电机控制一块。3本毕业设计因为控制比较简单，不易出错，而且从经济方面来讲，单片机便宜，所以这次我选用单片机来完成设计。2、方案设计当水箱水位低时，起动水泵给水，水位上升到水位上限时，停止供水。当水箱水位低于水位下限时，起动水泵。报警控制如下：当水位高与水位上限的时候，由传感器发送信号给单片机，单片机控制水泵停止运作，系统水位高报警。当水位低于水位下限的时候，由传感器发送信号，单片机控制水泵开始运作，系统水位低报警。基于单片机对水箱水位的控制我将它分为三块：（1）信号接收（2）信号处理（3）信号输出四、论文拟解决的关键问题及难点1、了解AT89S52为核心的单片机。2、Pcb图的布局,需要多次修改才会变得合理。3、如何处理水位检测产生的干扰信号。五、研究方法通过行动研究法，查阅相关资料在导师的指导下，逐步完成作品和毕业论文。六、论文的进度安排11月1日～12月21日，指导教师与学生见面,指导学生选题,初步查找,收集相关资料。指导教师下达毕业论文(设计)任务书,制定毕业论文(设计)相关计划。3月1日～3月25日，上网查阅资料、图书馆查看书籍，进行现场实际调研，剖析设计需求；完成设计技术方案的比较、选择，指导教师审核；3月25日～4月20日，按照毕业设计指导书各项要求进行设计、调试、仿真等工作，并每周与指导老师进行一次沟通。准备好期中教学检查有关毕业设计相关材料；按照毕业论文的格式规定及要求，认真撰写毕业设计说明书和提纲及设计初稿。4月20日～5月15日，论文编写，并且通过老师的指导进行论文改进，通过要求之后上交论文。七、主要参考文献[1]李淑明.模拟电子电路实验·设计·仿真[M]，电子科技大学出版社，2010.02.[2]童诗白，华成英．模拟电子技术基础．北京：高等教育出版社，2000．[3]胡汉才．单片机原理及其接口技术[M]．北京：清华大学出版社，1996：50-68．4[4]航慈．单片机程序设计基础[M]．北京：航空航天大学出版社，1997：108-119．[5]何立民．单片机应用系统设计[M]．北京：北京航天航空大学出版社，2004：47-80．[6]张道德.单片机接口技术[M]，中国水利水电出版社，2010.[7]何桥，段清明，邱春玲.单片机原理及应用[M]，中国铁道出版社，2009.[8]纪剑波，郭继红.利用AT89S52单片机控制步进电机[J]，科技创新导报，2011.[9]常健生．检测与转换技术[M]．北京：机械工业出版社，1990．10-30．八、指导教师意见签名：201年月日九、开题审查小组意见开题审查小组组长签名：201年月日