智能水位控制系统(一等奖).pdf

第三届 电子设计大赛参赛作品资料 作品名称 智能水位控制系统 作者 计算机与信息工程系 集成 0506 黄少宏、梁许利 功能概述： 本系统可以由用户自由控制水位，可以在板设置，也可以通过红外 遥控设置，控制距离在 5 米左右，水位控制范围 0~18 厘米，KEY1 键开始 设置水位，KEY2 键控制水位加，KEY2 键控制水位减，KEY3 键确定控制。 在没有进行设置时数码管显示水实际位值：H-xx ，当用户设置水位时，数 码管显示：P-xx 可以用 KEY1 、KEY2 、KEY3 、KEY4 进行设置，遥控板 上也同样的设置方法，当设置的水位高于实际水位值时，控制抽水机工作， 当设置的水位低于实际值时，控制电磁阀放水（用发光二极管模拟），从而 达到控制水位的目的。 一、系统性能指标： 1、本系统能自由控制水位在模型中可控制 0~18 厘米。 2 、可以在板控制也可以用红外在五米范围内控制水位。 3、精度在 1~2 厘米左右，可以达到实际中的要求精度，用于水位控制， 水质监测等。 4 、工作温度-35~85℃，能达到生活、工业控制中的基本要求。 二、设计方案论证： 1、水位传感部分： 可用导线直接传感，但用导线传感的精度不高，如果采用多点检测， 难以实现，并且只能用于水位控制，不能用于水质监测等方面。故 本设计中采用了等效电容的方案，等效电容可以达到精度高，对电 介质敏感，能用于水质测量，化学物质的浓度测量等。 2 、产生传感信号的电路选择： 可以利用电容的充放电时间来输出脉冲的占空比不同从而实现对电 容的传感，但这方案利用放大器等，本方案优点是精度高但易受干 扰，并且编程复杂。 本系统利用了 NE555 做振荡电路，通过改变振荡电路的电容值改变 它的输出频率，从而传感出水位值，精度可以达到要求，设计周期 短，本次设计时间有限故选用了本方案。 3、CPU 的选择： 设计方案可以用编程逻辑器件，FPGA 或 CPLD 来实现，通过我们 熟悉 VHDL 语言编程可以达到高精度的，处理效率高。但成本较高， 本方案用的 STC89C52RC 同样可以达到要求，成本低，并且无法解 密，完全适合工业用途，带有看门狗电路，工作稳定，功耗低，最 高频率可以达到 40~80MHz ，并且我们对系列芯片熟悉，故这方案是 我们的最佳的选择。 4 、红外接发模块： 这方案选用的是普通的 38KHz 红外发射管能达到基本要求，成本低， 只需要几毛钱就可以，接收采用电视机常用的 38KHz 一体化接收头， 便于调试，成本低，可以达到基本要求。 5、按键与数码显示： 先用常用的轻触开关，和数码管，加上相就的驱动就可以达到我们 的要求。 三、系统设计： 主要分为四个部分来控制：（如图所示） 通过水位传感出来信号，和遥控的控制信号，经过主控制电路控制