畢業(yè)設(shè)計---水位遙測自控系統(tǒng)-畢業(yè)設(shè)計-資料下載頁
2025-01-19 04:39本頁面
【導(dǎo)讀】實時數(shù)據(jù)的檢測和自動控制。系統(tǒng)分主控站與測控站，通過主控站的鍵盤可以實現(xiàn)對測控站。的水位上下限的控制和顯示。系統(tǒng)實現(xiàn)對所監(jiān)控水位的短矩離無線測量與自動控制，利用GFSK. 實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳送以及較低的功耗。從測控站傳送過來的數(shù)據(jù)通過人性化人機交換界面。LCD1602實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時數(shù)據(jù)顯示以及實現(xiàn)相應(yīng)的報警提示。本系統(tǒng)通過單片機串口與電腦。本系統(tǒng)可能通過簡單地調(diào)整就可以移植到其它物位系統(tǒng)與無線抄表系統(tǒng)，非常。系統(tǒng)利用功能強大的C語言開發(fā)，并在軟硬件設(shè)計中分別使用了Protel99se、結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有有性價比高、操作簡便、可視化操作等優(yōu)點.在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常需要對水位進行測量和控制。但是，在一般的情況。往往需要測量的水池或水塔和控制室都有相當(dāng)長的距離，常常需要架設(shè)上。百到近千米的輸電和控制線路，十分麻煩和費用大?；?，短距離無線抄表技術(shù)已經(jīng)成為下一代無線技術(shù)發(fā)展的一個重要分支。目前，常用的液位控制方案主要有。利用現(xiàn)有的配電網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)實
【正文】 式 2。接收數(shù)據(jù)時 ,首先將 nRF24L01 配置為接收模式，接著延遲 130μs 進入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來。當(dāng)接收方檢測到有效的地址和 CRC 時，就將數(shù)據(jù)包 存儲在接收堆棧中，同時中斷標(biāo)志位 RX_DR 置高， IRQ 變低，以便通知 MCU去取數(shù)據(jù)。若此時自動應(yīng)答開啟，接收方則同時進入發(fā)射狀態(tài)回傳應(yīng)答信號。最后接收成功時，若 CE 變低，則 nRF24L01 進入空閑模式 1[2]。 圖 46 nRF24L01 寫數(shù)據(jù)時序 17 圖 47nRF24L01 讀數(shù)據(jù)時序 48 圖 SPI 讀寫時序 遙測自控收發(fā)模塊電路原理圖如下圖 35： 18 圖 49 無線傳送模塊 系統(tǒng)軟件流程圖 軟件流程圖 [4] (1) 測控站主程序流程圖 如圖 41 所示 ： (2) 超聲波測距流程圖 如圖 42 所示 ： (3) 主控站流程圖 如圖 43 所示 ： (4) 無線發(fā)射流程圖 如圖 44 所示 ： 開始 初始化 IO 口與中斷 設(shè)置水位上 下限 調(diào)用水位實時數(shù)據(jù)和設(shè)定數(shù)據(jù)發(fā)射子程序 配置 nRF24L01為 Enhenced ShurtburstTM 調(diào)用超聲波測距子程序 開始 從 發(fā)出 40KHZ 方波 15 個 計算水位高度 延時消除佘振 等待中斷 測量三次？ 19 圖 42 超聲波測距流程圖 圖 41 測控站主程序 流程圖 開始 初始化 IO 口與各中斷 配置 Nrf2401 為Enhenced shurtburstTM 初始化液晶 LCD1602 顯示子程序 調(diào)用按鈕檢測子程序 開始 水位上下限有變 ? 調(diào)用寫入上下限水位數(shù)據(jù) 寫實時水位數(shù)據(jù)到 nRF24L01 等待發(fā)射 返回 20 圖 4無線發(fā)射流程圖 圖 43 主控站流程圖 圖 44 按鍵流程圖 系統(tǒng)操作說明 鍵盤示意圖如表一所示 表 ：鍵盤示意圖 各鍵解釋： “ +， ”：執(zhí)行加一或減一操作。 設(shè)置鍵：進入設(shè)定界面。 確認鍵：確認設(shè)置。 開始 有鍵按下 ? 調(diào)用按鍵處理子程序 返回 L+ H+ 確定 L H 21 系統(tǒng)設(shè)計 原理 圖（見附圖） 功能測試 測試儀器 PROTEUS 軟件 PC 機 帶 盛水 容器 直尺 測試方法 根據(jù)方案設(shè)計的要求，電路按模塊測試，各模塊逐個測試通過后再聯(lián)調(diào)。 主站 ? 數(shù)值設(shè)定、顯示模塊： 在 PROTEUS 軟件 里按原理圖接好線，再把主控制站的程序加到里面測試按鍵和顯示； LCD1602 顯示正確，按鍵功能也能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)置水位上、下限警的高度。 鍵盤與仿真器聯(lián)機狀態(tài)下，在鍵盤中斷子程序中設(shè)定斷點。運行程序，按鍵測試，程序正常運行到斷點處產(chǎn)生中斷。讀入鍵值正確。將程序改為讀鍵值然后送到 LCD 上顯示，繼續(xù)測試鍵盤。當(dāng)程序運行時所按鍵的鍵值都能 正確的顯示到液晶屏上。繼而進行脫機測試，測試結(jié)果正常。鍵盤顯示測試完成。 ? 無線通訊模塊： 將 單片機控制模塊 與無線模塊連接起來， 設(shè)置上下限報警水位，測量水位實時水位，看與主站上 LCD 顯示，能否實時顯示從站上測量的水位，不能通信測再排除問題 。 ? 報警 提示模塊 ： 在主控制站上先把上限水位設(shè)低于實際水位，若主站上的上限水位報警指示燈亮則報警提示模塊功能實現(xiàn)。 從站 從站的測試方法雷同主站的測試方法。 系統(tǒng)聯(lián)調(diào) : 將系統(tǒng)的主站與從站連接，脫機運行，系統(tǒng)穩(wěn)定工作，測試完畢。 數(shù)據(jù) 測試 測試數(shù)據(jù)如下 表 81： 22 表 8數(shù)據(jù)測試 設(shè)定液位值 (mm) 實測液位值 (mm) 誤差 (cm) 10 20 30 40 60 80 100 140 180 200 220 從測試數(shù)據(jù)可以看出精度達到了題目要求， 液位測量誤差主要是 超聲波傳感器安裝是測得與容器頂部距離與實際有誤差使得計算出來的結(jié)果有偏差。 超聲波在空氣中的傳播速度與環(huán)境溫度有關(guān)，在不同的環(huán)境下速度不一樣，使得測量出來的水位與實際水位 產(chǎn)生一定的偏差。 總結(jié) 本水位遙測自動控制系統(tǒng)完成了題目要求的基本功能和發(fā)揮功能，對于小型水泵的控制采慢速汲水，以確保超聲波傳感器測量的精度和水位控制的精度，在測量水位時，安裝超聲波傳感器時要離容器正上方一定高度再按裝，以消除超聲波測量的盲區(qū)。本系統(tǒng)是安裝在容器正上方十厘米處。 整套設(shè)備結(jié)構(gòu)簡潔，操作方便，具有比較好的穩(wěn)定性，能夠精確的測量液位，遇警時能自動調(diào)至正常，并且可以在允許范圍內(nèi)任意設(shè)定液位。通過按鍵可以在允許范圍內(nèi)任意設(shè)定水位報警的上下限，使得這套裝置更加智能化。 致謝 首先，我要感謝我 的指導(dǎo)教師 黃際樂 老師制定的 定時任務(wù) ,和隨時抽查我的畢業(yè)設(shè)計進度 ,使我感到了時間的緊迫 ,也 激起了我的熱情， 黃 老師給我們提供 23 的軟以及人文氛圍也是我們這個課題能愉快并順利完成的堅實基礎(chǔ)，尤其感謝 黃老師 經(jīng)常 抽出他寶貴的時間與我們共同討論交流，使我們受益匪淺！其次，我要感謝 我們系的老師 ： 彭建盛老師 、 宋華寧老師 、 鄒清平老師 ，他們在我 單片機 的入門階段給予了很多指導(dǎo)并在理論上給了我很多幫助，沒有他們的幫助，我也無法完成這個 畢業(yè)設(shè)計 題 目 。四年本科生活即將結(jié)束，回顧學(xué)習(xí)和生活上的點點滴滴，我感覺到是 河池學(xué)院 造就了我，感謝我的母 校！還有電子競賽實驗室的伙伴們，他們在我的學(xué)習(xí)過程中給予了很大的幫助和啟發(fā)，最后我感謝我的父母和家人二十多年來對我精神和物質(zhì)上的鼓勵和支持。 參考文獻 [1]. 朱愛紅 朱寧文 等， 《 基于 AT89 C205 1 的超聲波測距系統(tǒng) 》 [2]. 求是科技 ，《 單片機 通信技術(shù)與工程實踐 》 ， 361 頁 ,人民郵電出 版社 , [3].徐晉 趙俊逸 黃勇 ，《 ET13X210/221 射頻收發(fā)芯片原理及應(yīng)用 》 [4]. 趙亮 侯國銳編著，《單片機 C語言編程與實例》 ， 人民郵電出版社， 2021 [5].房小翠 王金鳳編著，《單片機實用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)》，國防工業(yè)出版社， 1999 [6].孫育才等， 《 ATMEL 新型 AT89C52 系列單片機及其應(yīng)用 》 ，清華大學(xué)出版社，2021 [7].王建校 楊建國等編著，《 51 系統(tǒng)單片機及 C51 程序設(shè)計》，科學(xué)出版社， 2021 24
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