CN102455712A

CN102455712A - 基于超声波传感器的水位自动控制装置

Info

Publication number: CN102455712A
Application number: CN201010515728XA
Authority: CN
Inventors: 周梦昵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2012-05-16

Abstract

基于超声波传感器的水位自动控制装置，本发明涉及一种水位监测与控制装置，本发明提供一种精度高，体型小的基于超声波传感器的水位自动控制装置。本发明利用MCS-51单片机结合数字芯片、模拟电路，完成对水位的检测和自动控制，其结构要点在于主机通过键盘设定自己和从机的液位，单片机通过控制电磁阀调节主机液位，并把设定值与当前值显示在LCD上；主机控制器通过485通讯对从机控制器传输设定值，从机控制器也可以如主机控制器一样对液位进行控制，并通过LCD显示主机给定值与当前液位值；利用485通讯把从机当前液位传送给主机显示出来。

Description

基于超声波传感器的水位自动控制装置

技术领域：

本发明涉及一种水位监测与控制装置，尤其涉及一种基于超声波传感器的水位自动控制装置。

背景技术：

目前国内在液位自动控制方面缺少长期可靠的使用范例，还没有适用于液位测量和自动控制的定型产品。因此，开展液位自动控制的研究工作十分必要。系统为一个水位监测与控制装置，通过键盘可以设定瓶内液位(0～25cm内的任意值)，并通过控制电磁阀(或类似于电磁阀的装置)使瓶内的液位达到设定值，液位超过25cm或低于2cm时会发出警报。显示器能实时显示当前液位状态和瓶内液体重量以及阀门状态。

目前的液位压力传感器大部分是投入式静压液位变送器，而投入式静压液位传感器只有参考大气压才能进行准确测量，然而连接电缆中的通气会受到环境的影响，造成气管内壁冷凝，结露。露水滴到电子器件和传感器上，会影响精度或者输出漂移。同时，结露过快，变送器的使用寿命也会大大缩短。此压力传感器容易受到环境的影响而造成测量不准确，并且安装不方便。

压阻式传感器是用集成电路工艺直接在硅平膜片上按一定晶向制作扩散压敏电阻；硅平膜片在微小变形时有良好的弹性特性，当硅片受压后，膜片的变形使扩散电阻的阻值发生变化；此变阻器容易受外部环境的影响，如温度，从而造成测量不准确，而且体积一般比较大，不易安装、不易携带；一般其精确度也比较低。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供一种精度高，体型小的基于超声波传感器的水位自动控制装置。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案，本发明利用MCS-51单片机结合数字芯片、模拟电路，完成对水位的检测和自动控制，其结构要点在于主机通过键盘设定自己和从机的液位，单片机通过控制电磁阀调节主机液位，并把设定值与当前值显示在LCD上；主机控制器通过485通讯对从机控制器传输设定值，从机控制器也可以如主机控制器一样对液位进行控制，并通过LCD显示主机给定值与当前液位值；利用485通讯把从机当前液位传送给主机显示出来。

发明的有益效果：

使用S18UUA超声波传感器，ICL7135等高精度芯片和仪器进行液位测量，使所测量的液位精度远高于液位误差不超过±0.3cm的要求。此外，本设计还应用了MAX485通讯，OCM4X8C液晶显示LCD等芯片和元件，使设计更符合实际应用的要求，也相应的降低了软件设计的难度。在软件上，采用规范化的编程方法，有效的减少了程序所需要的存储空间。

附图说明：

图1是系统框图。

具体实施方式：

本发明利用MCS-51单片机结合数字芯片、模拟电路，完成对水位的检测和自动控制，其结构要点在于主机通过键盘设定自己和从机的液位，单片机通过控制电磁阀调节主机液位，并把设定值与当前值显示在LCD上；主机控制器通过485通讯对从机控制器传输设定值，从机控制器也可以如主机控制器一样对液位进行控制，并通过LCD显示主机给定值与当前液位值；利用485通讯把从机当前液位传送给主机显示出来。

本发明的硬件电路包括最小系统电路、液位控制及报警电路、ICL7135信号采集传输电路、键盘和显示模块，最小系统板是以80C52单片机为内核，CPU外接11.0592MHz的晶振，主要由74LS373锁存电路、74LS138译码电路以及按键、显示器件、ICL7135及其外围典型电路组成，并用8255外扩了I/O接口；本电路需外接一个AC220/9V的变压器，变压器的二次侧通过整流滤波后输入CW7805便可得到+5V电压，此电压做最小系统的电源。系统中通过8255外扩了PA、PB、PC共24个I/O口，以便作为系统的输入输出通道，用74LS138的输出作为各个芯片的译码选择端，除最小系统中使用的Y0～Y3外，还有Y4～Y7可供其它扩展使用。

ICL7135信号采集传输电路由一个小型集成电路来实现，采样后的信号经过电位器送到ICL7135进行处理，将处理后信号直接送到单片机最小系统，ICL7135量程为0～2V，基准电压由MC1403输出(2.5V)分压获得1V电压。HC240是八位缓冲线/线驱动器，内含八个具有三态输出反相缓冲器；三态输出的反相缓冲器，输出允许控制端(ENA、ENB)，每一个EN控制四个缓冲器，1A、2A数据输入，1Y、2Y输出，HC157是四路二选一开关，1为选择输入端，S为低电平时，选择A输出；S为高电平时，选择B输出ICL7135的BCD码的位选通输出端D1-D5分别接8位可编程逻辑接口电路8255的PA0～PA3和PB0～PB4，CPU可读取各个位的状态并判断，从而在ICL7135的B1～B8输出端读取BCD数据。

Claims

1.基于超声波传感器的水位自动控制装置，利用MCS-51单片机结合数字芯片、模拟电路，完成对水位的检测和自动控制，其特征在于主机通过键盘设定自己和从机的液位，单片机通过控制电磁阀调节主机液位，并把设定值与当前值显示在LCD上；主机控制器通过485通讯对从机控制器传输设定值，从机控制器也可以如主机控制器一样对液位进行控制，并通过LCD显示主机给定值与当前液位值；利用485通讯把从机当前液位传送给主机显示出来。

2.根据权利要求1所述基于超声波传感器的水位自动控制装置，其特征在于本发明的硬件电路包括最小系统电路、液位控制及报警电路、ICL7135信号采集传输电路、键盘和显示模块。