非接触式水位自动检测告警系统的设计
摘要：本课题是非接触式水位自动检测告警系统作为课题，设计一款非接触式的能够对水位进行自动测量并且显示和报警的单片机控制系统，所有的预期功能能够实现，系统的设计主要分为硬件设计和软件调试2部分 。硬件是主要是以AT89C51单片机最小系统为中心进行的超声波测距衡量，单片机的数据处理和控制作用是主要功用于AT89C51，利用超声波测距的道理，设计了能够实现测试非接触式测水位的检测系统，这系统能够在你想要的任何时间来测量液位，测量的结果是高的特点。硬件设计里包括了单片机的复位电路，晶振电路，HC-SR04与单片机组成的超声波测量电路，LCD1602显示电路，蜂鸣器报警电路以及通过按键来进行水位的测量的按键电路。 软件里的话主程序其中包括了显示的子程序和报警的子程序以及超声波测距的子程序，这些信号通过单片机的整合来进行分析处理。经过调试后，可以发现本系统的工作系统表现比较稳定，功能能够实现。
关键词： 51单片机的控制系统；超声波测距传感器；显示参数，报警
Design of Non-contact Automatic Water Level Detection and Warning System
Abstract: This subject is a non-contact water level automatic detection and alarm system. A non-contact single-chip computer control system is designed, which can measure water level automatically, display and alarm. All expected functions can be realized. The design of the system is mainly divided into two parts: hardware design and software debugging. The hardware is mainly based on the smallest system of AT89C51 single-chip microprocessor for measuring the ultrasonic distance. The data processing and control function of single-chip microprocessor is mainly used for AT89C51. Using the principle of ultrasonic distance measurement, a non-contact water level measurement system is designed, which can measure the liquid level at any time you want. The result of measurement is high. 。 The hardware design includes the reset circuit, crystal oscillator circuit, the ultrasonic measuring circuit composed of HC-SR04 and MCU, LCD1602 display circuit, buzzer alarm circuit and key circuit for water level measurement by keys. The main program in the software includes display subroutine, alarm subroutine and ultrasonic ranging subroutine. These signals are analyzed and processed through the integration of single chip computer. After debugging, it can be found that the performance of the system is stable and the function can be realized.
Keywords: 51 MCU control system; ultrasonic ranging sensor; display parameters, alarm
第一章 绪论 3
1.1 研究背景 3
1.2 国内外发展现状及趋势 3
第二章 总体方案的设计 5
2.1 本课题设计的目标及内容 5
2.1 方案选择 5
2.3总体方案的分析及说明 6
第三章 硬件系统电路设计 8
3.1 单片机主控模块设计 8
3.1.1 单片机选型介绍 8
3.1.2单片机最小电路设计 10
3.2 超声波传感器模块设计 10
3.2.1 超声波传感器的选型及介绍 10
3.2.2超声波传感器电路设计 12
3.3 显示模块设计 13
3.3.1 显示模块的选型及介绍 13
3.3.2 显示模块电路设计 15
3.4 报警模块设计 16
3.4.1报警模块选型及介绍 16
3.4.2报警电路电路设计 17
3.5 按键电路设计 18
3.5.1按键电路介绍 18
3.5.2按键电路设计 19
第四章 软件系统设计 19
4.1 程序流程图设计说明 20
4.2 主程序程序设计 20
4.2.1 主程序设计 20
第五章 系统调试与分析 21
第六章 总结 24
第七章 致谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1 研究背景
液位检测的话是对液体的高度用某种方法来进行的测量。这种技术的话主要是应用在平常生活、工业运作等等方面的节能功效控制等许多方面.就打比方来说:在排污的电机的节能控制功能中，电机运行主要的状态与城市内外的水位密不可分如，能准确把动态水位给测量出来，每一年的话，一个城市就可以在节能方面省下不少的钱。
就目前情况来说的话水资源的利用和水的安全等问题已经是影响社会和经济发展中的重要因素之一。安全的话主要问题是因为洪水等自然灾害所引起的突然事件，其中危害是很大的。每年夏季是我们中国为洪水灾难暴发的时间，尤其在这个时候水位检测就显示的尤为重要，这样可以保证人们的安全以及财产，这样的话是可以省去很多的麻烦的，也可以省下时间。
非接触式水位自动检测告警系统，要紧的测量方法此中包蕴了激光，超声波等等方式。这几种方式的优点特性是它的测量精度跟别的方法一比的话是比较高的。但是也会有它的缺点，非接触式水位自动检测对于环境的要求是比较高的，而且价格来说的话是有点高的，性价比来说是不高的，所以来说实际应用中并没有被人来广泛的来用它。
1.2 国内外发展现状及趋势
就目前国内外的情况来说水位自动检测报警控制系统的研究方法侧重地方是有点差别的存在的，国外的研究者主要是将研究重点放在了如何能够在研发出更高性能比的微处理器并且发挥出它其中最大的功能效果，能够使微处理器芯片在水位自动检测告警控制系统中发挥出最大的控制功效，进而实现水位检测的功能。
而国内的研究者主要是将重点放在了对于新型传感器的研发工作，就目前来说已经研制出来了多种用于水位自动检测报警控制系统中的传感器，这些传感器在外形体积、功耗性能以及使用稳定性等参数方面都具有突出的表现。
根据最近一份关于目前市面上水位自动检测报警控制系统产品竞争力的调查报告显示，无论是国内还是国外的高端水位自动检测报警系统产品在目前的市场上都占有相当的份额，由于国内最近几年加紧了对于水位自动检测报警控制系统的研究，进步速度非常快，取得的研究成果是比较丰富的，所以在国际上具有较大的竞争力。
国内的非接触式水位自动测量系统的相对来说的话自动化还是比较不算高的，与国外的产品相对比较来说的话在功能等多方面都存在着各个方面的差距。由于随着改革开放的不断进行和我国综合国力的迅速上涨，科研这个领域在国家的支持下越来越加大对其中这个方面的投入，就拿这些年的发展程度来说的话，科研这个方面在现在这个社会发展的程度来说的话是比较快速的，也取得了-一些可以让人感到满意的成绩。
根据上文来说，对于国外的发展状况，我国现状的话水位测量技术的整体水平还是比不上国外的，对于如今的很多水位测量方法被人们使用着其中依然存在着相对来说有较大的问题以及没有被发现，固然如今海内有不少水位测量体系都采用了相对来说比较新式的自动化测量装置，可是测量精度相对来说的话是普遍不高的。
1.3发展趋势
就目前情况来说水位检测应用领 域是相对来说是应用的比较多的的，其中的各个要求来说也是不同的对于性能指标和技术要求来说的话都存在这大同小异的情况，能把水位更加有效的测量出来并且提示人们水位超标的系统发展已经是一种发展趋势了。随着科学技术的迅速发展，水位的检测及其自动控制告警已经变成今后的主要发展的趋势，人们可以通过它的提示来减少它所能造成的危害以及可以做到预防，达到提高生产过程的实时性、安全性 财务提表分析国内。现在社会随着计算机技术的成熟、应用的推广、价格的下降，相信在未来非接触式水位自动告警将会拥有更加广泛的应用在人们所需要的地方。
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本课题是非接触式水位自动检测告警系统来进行的研究的是一款能够达成高画质看见水位由液晶显示、提醒人们报警和飞快检测水位等功能的水位自动检测报警控制系统，这款系统是基于AT89C51单片机开发平台而设计实现的，本课题将从这款系统的发展背景和现状作为起始点，总结出这种产品在过去一段时间所表现出的大体优缺点后，提出了本课题的设计目标和所要实现的功能。如果本课题设计的较好的话，是可以迅速在社会上应用的。
