基于超聲波傳感器的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)研究

軟件部分主要是利用51 系列單片機(jī)作控制器，傳感器輸出電壓進(jìn)行采樣，將采樣值與設(shè)定值比較，單片機(jī)對(duì)電磁閥控制來調(diào)節(jié)液位，主機(jī)通過485 通訊給分機(jī)設(shè)定數(shù)值，分機(jī)控制器對(duì)分機(jī)液位進(jìn)行控制。軟件部分包括ICL7135 采樣部分、485 通訊部分、數(shù)字處理部分、顯示部分、鍵盤部分等。為了避免在傳感器移動(dòng)造成測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，特別增加了調(diào)零功能，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。主程序流程圖如圖4 所示。

圖4 主程序流程圖

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

需要的測(cè)試設(shè)備有4 位1/2 高精度數(shù)字萬(wàn)用表、刻度尺、100M 雙蹤數(shù)字示波器。測(cè)試結(jié)果如表4-1 所示。

表4-1 測(cè)試數(shù)據(jù)

由以上數(shù)據(jù)我們可以看出，系統(tǒng)的各個(gè)檢測(cè)單元的測(cè)試數(shù)據(jù)精度很高、液晶顯示值和測(cè)量值與設(shè)定值非常接近，與傳感器輸出電壓成線性關(guān)系，與重量也成一定的比例關(guān)系，這與硬件的選擇及其參數(shù)的匹配以及軟件控制算法的選擇是不可分割的。

5 設(shè)計(jì)總結(jié)

本設(shè)計(jì)在硬件上，使用S18UUA 超聲波傳感器，ICL7135 等高精度芯片和儀器進(jìn)行液位測(cè)量，使所測(cè)量的液位精度遠(yuǎn)高于液位誤差不超過±0.3cm 的要求。此外，本設(shè)計(jì)還應(yīng)用了MAX485 通訊，OCM4X8C 液晶顯示LCD 等芯片和元件，使設(shè)計(jì)更符合實(shí)際應(yīng)用的要求，也相應(yīng)的降低了軟件設(shè)計(jì)的難度。在軟件上，采用規(guī)范化的編程方法，有效的減少了程序所需要的存儲(chǔ)空間。目前本課題主要用于地下水位的檢測(cè)，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益接近15 萬(wàn)元。

本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）采用超聲波傳感器進(jìn)行測(cè)量，提高了系統(tǒng)精度。
（2）主站能測(cè)量并顯示主站自己和任何一個(gè)分站的液位高度、液體質(zhì)量和閥的狀態(tài)。
（3）主站能設(shè)定自己的入水閥和出水閥狀態(tài)。
（4）分站能顯示該分站的液位高度，液體重量，顯示和設(shè)定入水閥出水閥狀態(tài)。