基于LM3S615的地下水位監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

2)SPI接口
SPI接口由SCK、MISO、MOSI以及CSN組成。在配置模式下，單片機(jī)通過SPI接口配置PTR8000的工作參數(shù)；在發(fā)射／接收模式下，單片機(jī)SPI接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
3)狀態(tài)輸出接口
提供載波檢測輸出端口CD、地址匹配輸出端口AM、數(shù)據(jù)就緒輸出端口DR。
1．6 上位機(jī)界面設(shè)計
水位監(jiān)測系統(tǒng)界面采用LabVIEW軟件進(jìn)行設(shè)計。LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP／IP、ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù)。圖6為設(shè)計的系統(tǒng)界面。

2 系統(tǒng)測試結(jié)果及分析
系統(tǒng)測試方法為：模擬地下水環(huán)境，在水深約為2米的水槽中進(jìn)行測試。測試前將傳感器接入，在不放入水中時，調(diào)節(jié)可變電阻使得系統(tǒng)顯示水位為0cm，取定量的水槽水樣進(jìn)行標(biāo)定。表2為實驗數(shù)據(jù)，其中h1為標(biāo)尺讀數(shù)，h2為顯示讀數(shù)。

圖7中縱坐標(biāo)是傳感器輸出電壓值Vout(單位：V)，橫坐標(biāo)為水位h(單位：cm)，由圖可以看出傳感器輸出電壓與水位呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。由于不同的地方重力加速度和地下水密度都不完全相同，在每次測量時，可以測量一組數(shù)據(jù)，計算出系數(shù)，在軟件中進(jìn)行矯正后再次測量，達(dá)到預(yù)定的目的。

從實驗數(shù)據(jù)可以看出顯示的水位深度與標(biāo)尺讀數(shù)存在著誤差，分析產(chǎn)生誤差的主要原因為：a．讀取卷尺數(shù)值時，存在人為的誤差；b．從傳感器到數(shù)據(jù)采集模塊之間導(dǎo)線對信號的損耗。

3 結(jié)論
本文利用LM3S615控制器對信號進(jìn)行處理并通過LCD顯示，控制PTR8000無線模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時發(fā)送，上位機(jī)接收到信號后，通過串口傳輸給PC機(jī)，利用LabVIEW軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理存儲，并繪制出實時水位曲線。本系統(tǒng)具有可靠、方便快捷等優(yōu)點，減輕了觀測人員的勞動強度，且能實時準(zhǔn)確地提供當(dāng)前水位信息，為決策者提供可靠的依據(jù)。適合于水庫、地下井等水位的監(jiān)測，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。