【正文】 ...................................................................... 4 水箱系統(tǒng)構(gòu)成及其控制 ............................................................................................... 4 系統(tǒng)框圖 .................................................................................................................... 5 第三章 水箱水位自動控制系統(tǒng)設(shè)計 ................................................................................. 6 水泵電動機控制電路的設(shè)計 ........................................................................................ 6 水位傳感器的選擇： ................................................................................................... 7 實驗系統(tǒng)過程建模 ..................................................................................................... 8 實現(xiàn)單容水箱（上）液位的單回路控制系統(tǒng)設(shè)計 ........................................................ 8 實現(xiàn)雙容水箱液位的單回路控制系統(tǒng)設(shè)計 ................................................................... 9 實現(xiàn)水箱（上）液位與進(jìn)水流量的串級控制系統(tǒng)設(shè)計 ................................................. 9 實現(xiàn)副回路進(jìn)水流量的前饋控制 ................................................................................ 9 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ................................................................................................................... 9 ZigBee 硬件電路的設(shè)計 ............................................................................................. 10 芯片 cc2530電路圖 .................................................................................................. 11 芯片 cc2530的功能特性 ........................................................................................... 11 芯片 cc2530的引腳及分布描述 ................................................................................. 12 DRF1605特性簡介及電氣參數(shù) ................................................................................ 13 機械參數(shù)（頂視圖，單位： mm） .......................................................................... 14 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳定義 如下圖所示： ....................................................................... 15 DRF1605 與 MSP430 開發(fā)板連接 ............................................................................ 16 DRF1605 與 USB 底板連接 ..................................................................................... 16 水箱控制 電路圖繪制及 PCB 制板 ............................................................................. 17 PCB制版 ............................................................................................................... 18 第四章 系統(tǒng)實現(xiàn) ........................................................................................................... 19 任務(wù)提出 .................................................................................................................. 19 系統(tǒng)實現(xiàn) .................................................................................................................. 19 閉環(huán)控制運算 ...................................................................................................... 22 實現(xiàn)水箱水位自動控制系統(tǒng)的 java 程序 (在 PC機上運行 ) .......................................... 25 實現(xiàn)水箱水位自動控制系統(tǒng)的 C 語言程序 (在模型機上運行 ) ...................................... 30 第五章 總結(jié)與展望 ...................................................................................................... 35 總結(jié) ........................................................................................................................ 35 展望 ........................................................................................................................ 35 致 謝 ........................................................................................................................ 36 參考文獻(xiàn)： .................................................................................................................... 37 Abstract: ......................................................................................................................... 38 1 第一章 緒論 引言 隨水箱在現(xiàn)代生活中有著廣泛的用途，如作為城市鄉(xiāng)村生活、生產(chǎn)用水儲備，太陽能熱水器儲水設(shè)備等。 本論文的研究內(nèi)容主要包括以下方面： （ 1） zigbee無線技術(shù)。 2．所需的軟件 （ 1）無線水位監(jiān)測系統(tǒng)軟件； （ 2）終端節(jié)點軟件； （ 3）路由節(jié)點軟件； 外出調(diào)研主要單位，訪問學(xué)者姓名： 1． 2． 3． 指導(dǎo)教師審查意見： 指導(dǎo)教師 （簽字） 年 月 教研室（研究室）評審意見： ____________教研室（研究室）主任 （簽字） 年 月 系（部）主任審查意見： ____________系（部）主任 （簽字） 年 月 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文 題 目 基于 ZigBee 的水位自動檢測與控制系統(tǒng) 學(xué) 生 徐飛宇 指導(dǎo)教師 李世明 副教授 年 級 2020 級 專 業(yè) 計算機科學(xué)與技術(shù) 系 別 計算機科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 院 計算機科學(xué)與信息工程 哈爾濱師范大學(xué) 2020 年 5 月 摘要： 近年來，隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與無線通信技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，無線通訊網(wǎng)絡(luò)成為一個在國際上備受關(guān)注的前沿?zé)狳c的研究領(lǐng)域。 2. 課題研究的主要方法 （ 1）大 量閱讀相關(guān)資料和文獻(xiàn)； （ 2）分析算法并擬定改進(jìn)方案； （ 3）設(shè)計并實現(xiàn)相關(guān)算法，搭建實驗平臺進(jìn)行仿真； （ 4）對仿真結(jié)果進(jìn)行分析。 隨著 ZigBee 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善和物聯(lián)網(wǎng)大環(huán)境的帶動，整個 ZigBee產(chǎn)業(yè)可 以說是朝著越來越繁盛的趨勢發(fā)展，在 5 大上游芯片廠商和 ZigBee 聯(lián)盟的不斷努力推動下，基于 ZigBee 應(yīng)用層出不窮，并和我們的實際生活接軌，讓人們的生活更加智能美好， ZigBee 芯片全球銷售收入逐年遞增。 4． ZigBee 技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景 ZigBee 于 2020 年 ZigBee Alliance 成立，到 2020 年聯(lián)盟推出比較成熟的ZigBee 2020 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。 3．本課題的發(fā)展趨勢 有些國家水位監(jiān)測技術(shù)依然處于比較落后的狀態(tài)，在很多地區(qū)的水箱、水箱，還在使用比較落后的監(jiān)測設(shè)備，有些地方還在通過人工采集水文數(shù)據(jù)，這顯然不能滿足現(xiàn)代化水位監(jiān)測的要求。通信方式多樣化且十分先進(jìn) 。 目前水位自動控制系統(tǒng)有很多成熟的產(chǎn)品，控制手段主要有單片機監(jiān)控、比較電路監(jiān)控、利用單片機和傳感器構(gòu)成水箱水位恒定的控制系統(tǒng)等，運行可靠，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和無人值守。 傳統(tǒng)的水箱僅發(fā)揮儲水功能，在水的儲存、使用、檢測等諸多方面依然采用人工手動的方法，效率低且使用非常不方便。合理利用水資源具有十分重要的意義，水位測量的精度和實時性，便直接影響到水箱功能的完整實現(xiàn)與水資源合理利用。因此，要用自動化技術(shù)促進(jìn)水位監(jiān)測自動化的發(fā)展。對于水文監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)和研制，國外發(fā) 達(dá)國家始終處于領(lǐng)先地位，其特點是 :系統(tǒng)發(fā)展比較完善，傳感器測報設(shè)備先進(jìn)可靠 。 張盛教授曾在《科技廣場》中發(fā)表文章《基于 AT89C51 單片機的水箱水位檢測控制系統(tǒng)設(shè)計》，給出以 Atmel 公司的 AT89C51 單片機為核心器件的水箱水位檢測控制系統(tǒng)設(shè)計，實現(xiàn)水位的檢測 控制、處理、報警和液晶顯示水位等功能，并在 Proteus 軟件環(huán)境下實際仿真。隨著無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)概念的提出，以及水位監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化的需求， ZigBee 技術(shù)在水文監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用成為了可能，并具有其它幾種無線技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢。但對于一些 Zigbee 支持者來說，當(dāng)初的設(shè)想并沒有成為現(xiàn)實。 課題研究的主要內(nèi)容和方法，研究過程中的主要問題和解決辦法：