基于Arduino Nano智能标签式液位提醒装置设计
摘要：该项目研究的是一种基于单片机 Arduino Nano 检测液位的提醒装置。在输液监控领域，液位检测系统将会大
大提高输液监管的安全性和便捷性。为了避免对液体的污染，选择采用非接触式测量，利用平面电容的电容边缘效
应，准确的测量出液位的高度，针对不同种类的液体，例如纯净水，盐水，牛奶等，都可以进行小误差的测量。平面
电容测出的电容值可以通过电容数字转换器 FDC2214 转换为对应频率的数字量，再通过无线收发 nRF24L01 芯片，
发送到接收端，发送端通过单片机 Arduino Nano 的处理，可以在显示屏上显示液位的高低，并可以设定液位值，在
达到指定液位，发出声光警报。经过多次实验，该装置工作稳定，误差较小，对液位的测量和提醒有着很大的帮助。
关键词：液位测量；平面电容；FDC2214；Arduino
目录
第一章 绪论.............................................................................................................................................................4
1.1 课题简介........................................................................................................................................................4
1.2 国内外研究背景............................................................................................................................................4
1.2.1 国内研究背景........................................................................................................................................4
1.2.2 国外研究背景........................................................................................................................................5
1.3 研究目的和可行性........................................................................................................................................5
1.3.1 研究目的................................................................................................................................................5
1.3.2 研究的可行性........................................................................................................................................6
1.4 设计的内容....................................................................................................................................................6
1.5 论文的结构....................................................................................................................................................6
第二章 总体设计方案和器件选择 ........................................................................................................................8
2.1 整体方案设计................................................................................................................................................8
2.2 传感器方案的选用......................................................................................................................................10
2.2.1 平面电容传感器的选用......................................................................................................................10
2.2.2 液位传感器的选用..............................................................................................................................11
2.2.3 电容数字转换器的选用......................................................................................................................12
2.2.4 单片机模块的选用..............................................................................................................................14
2.2.5 无线收发模块的选用..........................................................................................................................17
2.2.6 液晶显示屏的选用..............................................................................................................................18
2.2.7 蜂鸣器的选用......................................................................................................................................20
2.2.8 声光报警器的选用..............................................................................................................................20
2.3 传感器方案的最终确定..............................................................................................................................20
第三章 液位提醒装置硬件电路设计 ..................................................................................................................21
3.1 液位检测发送模块硬件设计......................................................................................................................21
3.1.1 平面电容模块硬件设计......................................................................................................................21
3.1.2 电容数字转换器模块硬件设计..........................................................................................................21
3.1.3 无线发送模块硬件设计......................................................................................................................22
3.1.4 单片机模块硬件设计..........................................................................................................................22
3.1.5 电源模块..............................................................................................................................................23
3.2 接收警报模块硬件设计..............................................................................................................................23
3.2.1 无线接收模块硬件设计......................................................................................................................23
3.2.2 发光警报模块硬件设计......................................................................................................................24
3.2.3 蜂鸣器模块硬件设计..........................................................................................................................24
3.3.4 显示屏模块硬件设计..........................................................................................................................24
3.3.5 单片机模块硬件设计..........................................................................................................................25
第四章 液位提醒装置软件设计...........................................................................................................................26
4.1 主程序设计..................................................................................................................................................26
4.2 液位检测模块程序设计..............................................................................................................................27
4.3 电容数字转换器模块程序设计..................................................................................................................27
4.4 无线收发模块程序设计..............................................................................................................................28
4.5 判断程序设计..............................................................................................................................................28
第五章 总结与感悟...............................................................................................................................................29
致谢与小结.............................................................................................................................................................31
参考文献.................................................................................................................................................................32
参考文献
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