单片机的水位监测报警系统
引言 1
一、设计思路与方案 2
（一）设计思路 2
（二）方案设计 3
（三）方案论证 4
二、水位监测报警系统的硬件设计 4
（一）系统硬件设计图 4
（二）系统工作基本思路 5
（三）单片机的设计 6
1.单片机类型的选择 6
2.单片机型号的选择 7
3.AT89C52的引脚图 7
4.AT89C52的各引脚介绍 8
（四）各模块电路的设计 9
1.稳压电路 9
2.显示报警电路的设计 10
3.继电器控制水泵加水电路 11
4.电源电路 12
5.水位检测传感器的设计 12
三、软件设计 13
（一）水位检测报警系统的程序设计 13
总结 14
致谢 15
参考文献 15
附录一 16
附录二 17
附录三 18
引言
一、本课题的研究背景
现如今社会，随着计算机技术，传感器技术，电子技术的不断发展，现代社会的自动控制，新技术和先进材料
的智能检测系统，这些设备成为信息处理的核心。在某种程度上，对于智能检测系统发展水平的表现，则反映了一个国家的现代科技水平的实力。现如今，水位控制早已渗透在我们平时生活用水当中，如水塔水位的控制，水电站水位的控制等日常生活中的实例。而之前生活当中水位检测的时候，全部由值班人员他们完成的，他们昼夜值班来监测水位每时每刻的变化，把记录好的水位变化情况，通过电话第一时间通知主控室。然后主控制室根据水位实际变化情况，操控电机来完成供水或者排水的任务。很明显，通过这样的方式，我们可以看到非常耗人力和时间，而且也需要花费更多的金钱。另外，通过人工完成毕竟也容易发生错误。因此，现如今的我们迫切需要一种水位自动检测控制系统，能够根据水位的变化自动调节控制，有很多方式能够实现水位检测，比如逻辑控制等。
然而，水塔水位控制系统主要用于住宅区的生活用水中，伴随着生活水平一直在提高，不管是农村刚建的住宅还是城市刚建的住宅，人们为了能够用上日常的用水，他们都会在屋顶建塔来蓄水，实现对整个房子输送生活用水。
目前，很多住宅区仍然一直在用普通的人工方式给塔加水，如果当塔里的水用光的时候，需要人自己去启动水泵从而给塔进行加水，十分的麻烦、费事。所以水在用光之前都不知道水位的具体情况有多少，一直到没水供应了，这才知道塔里没水了，一旦遇到迫切需要用水的时候，这将会变得很麻烦，还要等到塔里的水加满了，才能保证后续有水供应。加水期间呢，为防止水加多了超出水位溢出，需要人在塔旁边监视。上述出现的问题，需要一个既简单而又智能的水塔水位控制系统的问世。
此外，现在生活当中也有很多地方需要用到水位控制系统，如防洪系统等。为了实现人们轻松地对高塔水位进行控制，并且通过报警系统来告知水位情况，因此能够开发一个非常好的智能水位控制系统可以为人们提供福利。
传统的控制方式有两大缺点：（1）控制精度低；（2）能源消耗大。而自动调节系统，可以根据用水量的变化，运行参数来保持水压恒定，达到用水的要求，从而提高了供水系统的质量。通过一系列的实验证明，自动调节系统具有成本低，安装方便，良好的灵敏度，作为控制水塔水位是一个非常好的理想设备。
二、本课题设计任务与计划
通过调查我们决定设计一个简单实用、经济的高塔水位检测报警控制系统。本课题设计过程中，主要运用了声、光报警技术、单片机技术，传感器技术及水泵自动控制系统技术。在高塔里面选择安装一个水位检测传感器，用它来检测高塔的三个不同水位，即低、正常及高水位。首先高塔里的水位检测传感器根据水位实际情况，发出对应的信号给单片机，然后其接收到这个信号，再进行解析，在其输出口则发出对应的信号给声、光报警器和水泵自动控制系统，比如高塔的水位处于低水位，则驱动水泵工作加水，此时红灯亮起，而黄灯和绿灯则不亮，蜂鸣器开始报警；比如是在正常范围，水泵也加水，绿灯亮，红灯和黄灯都不亮，蜂鸣器则不报警；如果是在高水位，水泵不加水，黄光亮，红灯和绿灯都不亮，蜂鸣器则不报警。通过这样一个简单实用的电路系统从而来实现对水位控制、水位自动监测。
三 、发展前景
随着社会经济的飞速发展，人口密度的不断增加，水资源的需求量越来越大，水资源一直都在人们日常生活和生产中起着至关重要的作用，水资源的节约、重复利用至关重要。水位控制广泛应用于我们的日常生活和工业用水中，通过控制水位实现供水，从而满足日常生活需求。一旦遇到没水的情况，不但会给日常生活用水造成极大的麻烦，而且长时间的处于缺水状态，还有可能会给大自然环境造成极大的破坏。所以说，供水系统成为其在日常生活当中或企业当中充当着最重要的作用。所以，基于单片机的水位控制系统应用到中小型以及民用产品有着较大的发展空间、广阔的市场前景,相信一定会造福于人类和社会。
一、设计思路与方案
（一）设计思路
随着社会的发展,人们的生活水平有了质的飞跃,现在家庭需要生活用水自动供水,根据调查我们决定设计一个物美价廉、实用的高塔水位控制系统。
在高塔里面选择安装一个水位检测传感器，用它来检测高塔的三个不同水位，即低、正常及高水位。当高塔里的水位处于低水位的时候,驱动水泵来加水,红灯亮,蜂鸣器报警；当水位在正常范围内,水泵也加水,绿灯亮，蜂鸣器则不报警;当水位在高水位时,水泵停止加水,黄灯亮，蜂鸣器则不报警。
（二）方案设计
方案1：如图1所示，计划采用555电路控制，即当水位传感器检测到水位处于低水位时，给NE555芯片发送一个小1/3VCC的低电平，555的输出变为高电平来驱动水泵加水；当水位处于正常范围，送1/3VCC-2/ 3VCC的电平给NE555的，即保持水泵不加水的状态；当水位在高水位时，送一个高电平给NE555电路，使NE555输出电平变为低电平，水泵无法驱动，水泵停止加水。
图1：方框图
方案2：如图2所示，该方案主要采用水泵自动控制系统，声、光报警系统，水位检测传感器，稳压电路，电源电路及单片机。本设计水位检测传感器，我们选择采用铜丝作为传感器制作材料，水塔三个水位范围，可以通过改变铜丝的长度来实现。需要用到单片机，将编好的程序编入单片机中，首先高塔里的水位检测传感器根据水位实际情况，发出对应的信号给单片机，然后其接收到这个信号，再通过分析，在其输出口则发出对应的信号给声、光报警器和水泵自动控制系统，比如高塔的水位处于低水位，则驱动水泵工作加水，此时红灯亮起，而黄灯和绿灯则不亮，蜂鸣器开始报警；如果是正常水位，水泵工作加水，且绿灯亮，蜂鸣器不报警；如果是高水位，水泵停止工作，且黄灯亮，蜂鸣器不报警。
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