基于超聲波傳感器的水位自動控制系統(tǒng)研究

軟件部分主要是利用51 系列單片機作控制器，傳感器輸出電壓進行采樣，將采樣值與設(shè)定值比較，單片機對電磁閥控制來調(diào)節(jié)液位，主機通過485 通訊給分機設(shè)定數(shù)值，分機控制器對分機液位進行控制。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造成測量數(shù)據(jù)不準確，特別增加了調(diào)零功能，進一步提高了系統(tǒng)的準確性。主程序流程圖如圖4 所示。

圖4 主程序流程圖

4 實驗結(jié)果及分析

需要的測試設(shè)備有4 位1/2 高精度數(shù)字萬用表、刻度尺、100M 雙蹤數(shù)字示波器。測試結(jié)果如表4-1 所示。

表4-1 測試數(shù)據(jù)

由以上數(shù)據(jù)我們可以看出，系統(tǒng)的各個檢測單元的測試數(shù)據(jù)精度很高、液晶顯示值和測量值與設(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)計總結(jié)

本設(shè)計在硬件上，使用S18UUA 超聲波傳感器，ICL7135 等高精度芯片和儀器進行液位測量，使所測量的液位精度遠高于液位誤差不超過±0.3cm 的要求。此外，本設(shè)計還應(yīng)用了MAX485 通訊，OCM4X8C 液晶顯示LCD 等芯片和元件，使設(shè)計更符合實際應(yīng)用的要求，也相應(yīng)的降低了軟件設(shè)計的難度。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空間。目前本課題主要用于地下水位的檢測，項目經(jīng)濟效益接近15 萬元。

本文作者創(chuàng)新點：

（1）采用超聲波傳感器進行測量，提高了系統(tǒng)精度。
（2）主站能測量并顯示主站自己和任何一個分站的液位高度、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)。