遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

1、本科學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計）題目(中文)遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)(英 文)Remote Liquid-level Monitoring Alarm System姓 名 學(xué) 號 院 （系）電子工程系專業(yè)、年級電子信息工程 級指導(dǎo)教師 湖南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信聲明鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文（設(shè)計），是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 本科畢業(yè)論文

2、（設(shè)計）作者簽名：二 一 三 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書課題名稱：遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)學(xué)生姓名： 系 別：電子工程系專 業(yè)：電子信息工程指導(dǎo)教師： 1、關(guān)鍵詞：單片機、C51、按鍵掃描、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換、433無線模塊數(shù)碼管、E2PROMEEPROM2、畢業(yè)論文（設(shè)計）內(nèi)容要求：（1） 需求分析；（2） 設(shè)計簡介；（3） 功能模塊介紹；（4） 服務(wù)端: 數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送；（5） 客戶端: 數(shù)據(jù)獲取、顯示、報警；3、文獻查閱指引：1 余永權(quán).單片機在控制系統(tǒng)中應(yīng)用M.北京:電子工業(yè)出版社,2003.2 羅旭.基于無線通信技術(shù)的物資計量數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)J.太鋼科技，2006.3

3、李建中.單片機原理及應(yīng)用M.西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2008.02:224-228.4 周韻，王志平.無線傳輸在實時水位監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用.電子技術(shù)應(yīng)用，2007,44(3):85-87.5 李書旗,沈金榮.液位測量傳感器系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)J.計算機測量與控制,2009,17(11).6 王昱東主編.傳感器及應(yīng)用M.北京:機械工業(yè)出版社，2009.08:152-160.7 鐘曉強.基于單片機實現(xiàn)的液位控制器設(shè)計J.現(xiàn)代電子技術(shù),2009,32(2):51-53.8 C.C.Ko,BenM.Chen,Development of a Web-Based Laboratory for contr

4、ol Expriments on a conpled Tank Apparatns.9 Samsung Electronics.S3C44BOX RISC Microprocessor，2002.10 蘇曉龍，王香婷.基于RS-485總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)J.儀表技術(shù)與傳感器,2007,(12):59-62.11 彭軍.傳感器與檢測技術(shù)M.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2003:78-82.12 Analog Devices, Inc. 2009.13 蔡黎.一種基于單片機的水位控制系統(tǒng)設(shè)計J.儀器儀表用戶,2007,14(4):44-45.14 老虎工作室編著.電路設(shè)計與制版:Protel 99

5、SE入門與提高M.北京:人民郵電出版社,2007.4、畢業(yè)論文（設(shè)計）進度安排：（1） 第1周，系統(tǒng)的分析服務(wù)端和客戶端的各個模塊，寫好概要設(shè)計和詳細設(shè)計；（2） 第2-3周，第2周完成服務(wù)端與客戶端的程序框圖，勾畫原理圖，硬件選材，能基本上實現(xiàn)其功能,開始寫論文；（3） 第4周，初步完成服務(wù)端和客戶端的代碼編寫，初步完成程序，進一步補充畢業(yè)論文內(nèi)容；（4） 第5-6周進行實物制作，程序結(jié)果的實物測試，修改程序、實物；（5） 第7周，進一步完善畢業(yè)論文內(nèi)容；（6） 第8周完成畢業(yè)論文初稿；（7） 第9周定稿，填寫相關(guān)表格；（8） 第10周畢業(yè)論文裝訂，準備答辯。 教研室意見： 負責(zé)人簽名： 注

6、：本任務(wù)書一式三份，由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)教研室審批后一份下達給學(xué)生，一份交指導(dǎo)教師，一份留系里存檔。湖南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告書論文（設(shè)計）題目遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)作 者 姓 名朱杰所屬系、專業(yè)、年級 電子工程 系 電子信息工程 專業(yè) 2009 年級指導(dǎo)教師姓名、職稱游珍珍 助教(碩士)預(yù)計字數(shù)10000開題日期2012-12-25選題的根據(jù)：1）本選題的理論、實際意義工業(yè)控制系統(tǒng)中對液位對象的監(jiān)測是必不可少的環(huán)節(jié)。在過去需要通過人工采集液位數(shù)據(jù)，隨著科技的發(fā)展現(xiàn)今可以通過單片機系統(tǒng)來達到一個直觀的顯示進而可以進行監(jiān)控報警或者達到全自動控制液位的高低。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)

7、展，無線通信技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，基于無線通信的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，能及時了解現(xiàn)場信息，快速進行決策，省去了很多人力。2）國內(nèi)外有關(guān)本選題的研究動態(tài)和自己的見解我國的液位監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)過近三十年的發(fā)展經(jīng)驗積累，雖然已經(jīng)取得了巨大的進步，但總體來說，大部分地區(qū)的液位監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)還不夠合理和完善，整體水平仍相對落后，與西方發(fā)達國家還存在著很大的差距，信息采集、傳輸手段和技術(shù)比較落后，信息時效性差，不能滿足當今對水文數(shù)據(jù)實時、快速、準確監(jiān)測的要求。在我看來，正是由于遠程液位監(jiān)控系統(tǒng)給我們帶來了無以倫比的方便，減少了人力物力的調(diào)用，并且能克服地理環(huán)境等帶來的不便的影響。因此研制出一種實用的遠程

8、液位監(jiān)控系統(tǒng)是如今的發(fā)展形勢必不可少的。主要內(nèi)容：緒論1 總體設(shè)計2 模塊功能介紹3 服務(wù)端的設(shè)計與實現(xiàn)4 客戶端的設(shè)計與實現(xiàn)5 測試結(jié)果結(jié)論研究方法：1、 完成設(shè)計的流程部分，每個階段的內(nèi)容。2、 完成設(shè)計的概要設(shè)計與詳細設(shè)計。3、 編寫服務(wù)端與客戶端的代碼。4、 制作實物并完成測試。5、 完成論文。完成期限和采取的主要措施： 1、完成期限：2013.1.1-2013.5.8(1) 第7學(xué)期的暑假，查文獻，熟悉單片機的使用，選擇硬件材料；(2) 第8學(xué)期的第1周，系統(tǒng)的分析服務(wù)端和客戶端的各個模塊，寫好概要設(shè)計和詳細設(shè)計；(3) 第2-3周，第2周完成服務(wù)端與客戶端的程序框圖，勾畫原理圖，能

9、基本上實現(xiàn)其功能,開始寫論文；(4) 第4周，初步完成服務(wù)端和客戶端的代碼編寫，初步完成程序，進一步補充畢業(yè)論文內(nèi)容；(5) 第5-6周進行程序結(jié)果的實物調(diào)試，修改程序和實物；(6) 第7周，進一步完善畢業(yè)論文內(nèi)容；(7) 第8周完成畢業(yè)論文初稿；(8) 第9周定稿，填寫相關(guān)表格；(9) 第10周畢業(yè)論文裝訂，準備答辯。2、采取的主要措施：(1)密切聯(lián)系本組設(shè)計成員及畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)導(dǎo)師，尋求有關(guān)畢業(yè)設(shè)計信息，確定設(shè)計課題方向與設(shè)計內(nèi)容；(2)充分利用圖書館和互聯(lián)網(wǎng)查閱相關(guān)資料，廣泛獲取必要的知識，了解最新研究動態(tài)。(3)虛心向老師請教和同學(xué)進行學(xué)習(xí)交流，保障畢業(yè)設(shè)計的順利完成。主要參考資料：1

10、余永權(quán).單片機在控制系統(tǒng)中應(yīng)用M.北京:電子工業(yè)出版社,2003.2 羅旭.基于無線通信技術(shù)的物資計量數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)J.太鋼科技，2006.3 李建中.單片機原理及應(yīng)用M.西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2008.02:224-228.4 周韻，王志平.無線傳輸在實時水位監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用.電子技術(shù)應(yīng)用，2007,44(3):85-87.5 李書旗,沈金榮.液位測量傳感器系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)J.計算機測量與控制,2009,17(11).6 王昱東主編.傳感器及應(yīng)用M.北京:機械工業(yè)出版社，2009.08:152-160.7 鐘曉強.基于單片機實現(xiàn)的液位控制器設(shè)計J.現(xiàn)代電子技術(shù),2009,32(2)

11、:51-53.8 C.C.Ko,BenM.Chen,Development of a Web-Based Laboratory for control Expriments on a conpled Tank Apparatns.9 Samsung Electronics.S3C44BOX RISC Microprocessor，2002.10 蘇曉龍，王香婷.基于RS-485總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)J.儀表技術(shù)與傳感器,2007,(12):59-62.11 彭軍.傳感器與檢測技術(shù)M.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2003:78-82.12 Analog Devices, Inc. 2009.13

12、蔡黎.一種基于單片機的水位控制系統(tǒng)設(shè)計J.儀器儀表用戶,2007,14(4):44-45.14 老虎工作室編著.電路設(shè)計與制版:Protel 99SE入門與提高M.北京:人民郵電出版社,2007.指導(dǎo)教師意見：指導(dǎo)教師簽名： 教研室意見：簽 名： 年 月 日開 題 報 告 會 紀 要時間 2012年12月25日地點三教517與會人員姓 名職務(wù)（職稱）姓 名職務(wù)（職稱）姓 名職務(wù)（職稱）包本剛副教授宮彥軍教授賈竹君副教授李翔講師何紅松講師陳愛武講師游珍珍助教(碩士)會議記錄摘要：1為什么要選這個題，有何意義？（賈竹君老師）答：工業(yè)控制系統(tǒng)中對液位對象的監(jiān)測是必不可少的環(huán)節(jié)。在過去需要通過人工采集

13、液位數(shù)據(jù)，耗時耗力，因此我想設(shè)計一個遠程液位監(jiān)控系統(tǒng)以便于能及時了解現(xiàn)場信息，快速進行決策，能省去很多人力。2介紹一下你的設(shè)計的框架？（陳愛武老師）答：本次設(shè)計主要分為服務(wù)端和客戶端。服務(wù)端主要負責(zé)采集液位信號通過無線模塊發(fā)送給客戶端，客戶端接收到數(shù)據(jù)后進行顯示報警等操作。3介紹一下客戶端的設(shè)計有哪些步驟？（包本剛老師）答： 1、無線模塊接收數(shù)據(jù) 2、數(shù)據(jù)處理 3、報警處理 4、數(shù)據(jù)顯示 5、按鍵的掃描 6、EEPROM數(shù)據(jù)的存取會議主持人： 記 錄 人：年 月 日指導(dǎo)小組意見負責(zé)人簽名： 年 月 日系 部 意 見負責(zé)人簽名：年 月 日注：此表由學(xué)生本人填寫，一式三份，一份留系里存檔，指導(dǎo)老師

14、和本人各保存一份。湖南科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）中期檢查表畢業(yè)論文（設(shè)計）題 目遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)學(xué)生姓名朱杰學(xué) 號6系 別電子工程系專 業(yè)電子信息工程指導(dǎo)教師游珍珍檢查日期2013.3.28指導(dǎo)教師檢查情況記載及修改意見：已經(jīng)完成的工作：1、學(xué)習(xí)模板的使用，學(xué)習(xí)單片機的使用；2、完成概要設(shè)計與詳細設(shè)計；3、基本完成了服務(wù)端和客戶端算法；4、初步完成程序框架；5、已經(jīng)完成實物原理圖的繪制和PCB版圖布線；6、論文大部分內(nèi)容已經(jīng)完成。 下一步的工作：1、進一步完善服務(wù)端和客戶端算法的框圖；2、完成服務(wù)端和客戶端程序的編寫；3、進行實物焊接、實物調(diào)試，確保整個設(shè)計能正常運行；4、進一步完

15、善代碼，提高程序的運行速度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；5、同時繼續(xù)論文的寫作工作，找出錯誤，完善論文。簽名： 注：此表用于指導(dǎo)教師在學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計）初稿完成后對學(xué)生執(zhí)行任務(wù)書情況進行中期檢查時用，由指導(dǎo)教師填寫。湖南科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)過程記錄表畢業(yè)論文(設(shè)計)題目遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)學(xué)生姓名朱杰學(xué)號6專業(yè)班級電信0902指導(dǎo)教師游珍珍職稱助教(碩士)系（教研室）電子工程系指導(dǎo)過程記錄指導(dǎo)內(nèi)容記錄(一)討論設(shè)計的實現(xiàn)方案，所需要掌握的知識并收集相關(guān)資料。學(xué) 生 簽 名： 2013年 1 月5 日 指導(dǎo)教師簽名： 2013年 1 月5 日指導(dǎo)內(nèi)容記錄(二)完成設(shè)計的概要設(shè)計和詳細設(shè)計

16、。 學(xué) 生 簽 名： 2013年 2月3 日 指導(dǎo)教師簽名： 2013年 2月3 日指導(dǎo)內(nèi)容記錄（三)畫出整個設(shè)計的相關(guān)流程圖，論文模板的使用學(xué) 生 簽 名： 2013年2 月 18 日 指導(dǎo)教師簽名： 2013年 2 月 18 日指導(dǎo)內(nèi)容記錄(四)講解程序的框架編程基礎(chǔ)學(xué) 生 簽 名： 2013年 3 月6 日 指導(dǎo)教師簽名： 2013年 3 月 6 日指導(dǎo)過程記錄指導(dǎo)內(nèi)容記錄(五)初步開始論文文字部分（原理）的寫作，討論服務(wù)端和客戶端算法的細節(jié)問題。學(xué) 生 簽 名： 2013年 3 月25日 指導(dǎo)教師簽名： 2013年3 月 25日指導(dǎo)內(nèi)容記錄(六)修改服務(wù)端和客戶端中幾個小錯誤，提高效率

17、。學(xué) 生 簽 名： 2013年 4 月 12 日 指導(dǎo)教師簽名： 2013年 4 月 12 日指導(dǎo)內(nèi)容記錄(七)修改參考文獻格式，修改論文中中英文標點符號，英文和數(shù)字為Times New Roman學(xué) 生 簽 名： 2013年 4 月 22 日 指導(dǎo)教師簽名： 2013年 4 月 22 日指導(dǎo)內(nèi)容記錄(八)論文初步定稿。學(xué) 生 簽 名： 2013 年 5月 4 日 指導(dǎo)教師簽名： 2013 年 5月 4 日答辯小組組長意見(對情況是否屬實做出意見)組長(簽名)： 年 月 日注：本表與畢業(yè)論文一起裝訂存檔。湖南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）評審表論文（設(shè)計）題目遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)作 者

18、 姓 名朱杰所屬系、專業(yè)、年級電子工程 系 電子信息工程 專業(yè) 2009 年級指導(dǎo)教師姓名、職稱游珍珍 助教(碩士)字數(shù)10000定稿日期2013.5.8中 文 摘 要工業(yè)控制系統(tǒng)中對液位對象的監(jiān)測是必不可少的環(huán)節(jié)。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，基于無線通信的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，能及時了解現(xiàn)場信息，快速進行決策，省去了很多人力。本系統(tǒng)設(shè)計了一個基于433無線通信的遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)，將無線通信技術(shù)與液位測量相結(jié)合，實現(xiàn)遠程監(jiān)控報警系統(tǒng)的設(shè)計。該系統(tǒng)可以實時、準確監(jiān)控被測液體液位并且可以長時間可靠無誤的報警，亦可以擴展到全自動控制液位，具有很廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞

19、單片機、C51、按鍵掃描、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換、433無線模塊、數(shù)碼管、E2PROMEEPROM英文摘要In industrial control system level monitoring is very important. With the development of wireless communication technologies, wireless communication increasing use of technology in the field of industrial control, remote monitoring and control system c

20、an informed the scene information, make decisions quickly, and save a lot of manpower.This system design of a remote liquid level monitoring system based on 433 wireless communication, wireless communication technology in combination with liquid level measurement and implementation of remote monitor

21、 and control system design. This system in real time, accurate detection of liquid level, and long time reliable and unambiguous warning, with a very broad application prospects.關(guān)鍵詞SCM, C51, AD, Wireless Communication, Numeric Display, E2PROMEEPROM指導(dǎo)教師評定成績評審基元評審要素評審內(nèi)涵滿分指導(dǎo)教師實評分選題質(zhì)量25%目的明確符合要求選題符合專業(yè)培養(yǎng)

22、目標，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求，達到畢業(yè)論文（設(shè)計）綜合訓(xùn)練的目的。10理論意義或?qū)嶋H價值符合本學(xué)科的理論發(fā)展，有一定的學(xué)術(shù)意義；對經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的應(yīng)用性研究中的某個理論或方法問題進行研究，具有一定的實際價值。10選題恰當題目規(guī)模適當，難易度適中；有一定的科學(xué)性。5能力水平40%查閱文獻資料能力能獨立查閱相關(guān)文獻資料，歸納總結(jié)本論文所涉及的有關(guān)研究狀況及成果。10綜合運用知識能力能運用所學(xué)專業(yè)知識闡述問題；能對查閱的資料進行整理和運用；能對其科學(xué)論點進行論證。10研究方案的設(shè)計能力整體思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的運用能力能運用本學(xué)科常規(guī)研究方法及相關(guān)研究手段

23、（如計算機、實驗儀器設(shè)備等）進行實驗、實踐并加工處理、總結(jié)信息。10外文應(yīng)用能力能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外文參考書目（特殊專業(yè)除外）體現(xiàn)一定的外語水平。5論文質(zhì)量35%文題相符較好地完成論文選題的目的要求。5寫作水平論點鮮明；論據(jù)充分；條理清晰；語言流暢。15寫作規(guī)范符合學(xué)術(shù)論文的基本要求。用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量和單位、各種資料引用規(guī)范化、符合標準。10論文篇幅10000字左右。5實評總分 成績等級 指導(dǎo)教師評審意見： 指導(dǎo)教師簽名： 說明：評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實評總分90100分記為優(yōu)秀，8089分記為良好，7079分記為中等，606

24、9分記為及格，60分以下記為不及格。評閱教師評定成績評審基元評審要素評審內(nèi)涵滿分評閱教師實評分選題質(zhì)量25%目的明確符合要求選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求，達到畢業(yè)論文（設(shè)計）綜合訓(xùn)練的目的。10理論意義或?qū)嶋H價值符合本學(xué)科的理論發(fā)展，有一定的學(xué)術(shù)意義；對經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的應(yīng)用性研究中的某個理論或方法問題進行研究，具有一定的實際價值。10選題恰當題目規(guī)模適當，難易度適中；有一定的科學(xué)性。5能力水平40%查閱文獻資料能力能獨立查閱相關(guān)文獻資料，歸納總結(jié)本論文所涉及的有關(guān)研究狀況及成果。10綜合運用知識能力能運用所學(xué)專業(yè)知識闡述問題；能對查閱的資料進行整理和運用；能

25、對其科學(xué)論點進行論證。10研究方案的設(shè)計能力整體思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的運用能力能運用本學(xué)科常規(guī)研究方法及相關(guān)研究手段（如計算機、實驗儀器設(shè)備等）進行實驗、實踐并加工處理、總結(jié)信息。10外文應(yīng)用能力能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外文參考書目（特殊專業(yè)除外）體現(xiàn)一定的外語水平。5論文質(zhì)量35%文題相符較好地完成論文選題的目的要求。5寫作水平論點鮮明；論據(jù)充分；條理清晰；語言流暢。15寫作規(guī)范符合學(xué)術(shù)論文的基本要求。用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量和單位、各種資料引用規(guī)范化、符合標準。10論文篇幅10000字左右。5實評總分 成績等級 評閱教師評審意見： 評閱教師簽

26、名： 說明：評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實評總分90100分記為優(yōu)秀，8089分記為良好，7079分記為中等，6069分記為及格，60分以下記為不及格。湖南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）答辯記錄表論文題目遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)作者姓名朱杰所屬系、專業(yè)、年級電子工程 系 電子信息工程 專業(yè) 2009 年級指導(dǎo)教師姓名、職稱游珍珍 助教(碩士)答 辯 會 紀 要時間2013年5月 18日地點三教517答辯小組成員姓 名職務(wù)（職稱）姓 名職務(wù)（職稱）姓 名職務(wù)（職稱）包本剛副教授宮彥軍教授賈竹君副教授李翔講師何紅松講師陳愛武講師游珍珍助教(碩士)答辯中提出的主要問題及回

27、答的簡要情況記錄：1設(shè)計是采用什么樣的無線模塊，傳輸距離有多遠？（包本剛老師）答：采用的是RF4432無線模塊核心為SI4432。傳輸距離經(jīng)過實際測量空曠區(qū)域可以達到1.2km左右。2無線模塊采用的是什么樣的數(shù)據(jù)格式發(fā)送，每次發(fā)送多少字節(jié)？（包本剛老師）答：采用FIFO模式，模塊自帶60字節(jié)的FIFO。我采用的是12位的AD轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換后結(jié)果儲存為short型另外在對數(shù)值進行一次備份用于校驗，一共只用到4個字節(jié)。3簡單的說下你的設(shè)計中服務(wù)端與客服端的一個通信過程？（包本剛老師） 答： 服務(wù)端每隔0.7秒讀取一次AD值（AD值是實時采集的）寫入無線模塊的FIFO進行發(fā)送，客戶端不斷的檢測中斷引

28、腳的狀態(tài)（中斷引腳需要軟件復(fù)位），檢測到后讀取FIFO里的數(shù)據(jù)，實時的接收服務(wù)端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。其中發(fā)送和接受都有進行超時處理，超時都是對無線模塊進行復(fù)位操作。會議主持人：記 錄 人：年 月 日答辯小組意見評語：評定等級： 負責(zé)人（簽名）： 年 月 日系學(xué)位委員會意見評語：論文（設(shè)計）最終評定等級：負責(zé)人（簽名）： 系部（公章） 年 月 日校學(xué)位委員會意見評語：評定等級： 負責(zé)人（簽名）： 年 月 日目 錄緒論11 總體設(shè)計31.1 整體方案31.2 硬件電路圖及工作過程簡介31.2.1 服務(wù)端31.2.2 客戶端41.3 軟件程序設(shè)計簡介51.3.1 服務(wù)端51.3.2 客戶端51.4 本章

29、小結(jié)52 系統(tǒng)的硬件設(shè)計62.1 器件清單62.2 單片機主控模塊62.2.1 STC89C52RC概述62.2.2 STC89C52RC功能72.2.3 STC89C52RC的最小系統(tǒng)72.3 液位傳感器模塊82.3.1 壓阻式液位傳感器概述82.3.2 液位傳感器比較92.3.3 壓阻式液位傳感器應(yīng)用電路102.4 A/D轉(zhuǎn)換模塊102.4.1 AD7887轉(zhuǎn)換器概述102.4.2 AD7887引腳和功能112.4.3 AD7887寄存器介紹122.4.4 AD7887應(yīng)用電路132.5 無線收發(fā)模塊132.5.1 RF4432無線模塊概述132.5.2 RF4432無線模塊引腳和功能15

30、2.5.3 RF4432無線模塊典型應(yīng)用電路162.6 鍵盤顯示模塊162.6.1 鍵盤顯示模塊概述162.6.2 74HC595引腳和功能172.7 報警模塊182.7.1 報警模塊簡介182.8 本章小結(jié)183 服務(wù)端（數(shù)據(jù)采集發(fā)送端）的軟件設(shè)計193.1 功能193.2 概要設(shè)計193.3 詳細設(shè)計193.3.1 整體流程概述193.3.2 數(shù)據(jù)采集子程序203.3.3 數(shù)據(jù)發(fā)送子程序223.4 本章小結(jié)244 客戶端（數(shù)據(jù)接收報警端）的軟件設(shè)計254.1 功能254.2 概要設(shè)計254.3 詳細設(shè)計254.3.1 整體流程概述254.3.2 數(shù)據(jù)接收子程序264.3.3 報警子程序27

31、4.3.4 按鍵掃描子程序274.3.5 顯示子程序294.4 本章小結(jié)30結(jié)論31參考文獻32致 謝33附 錄 A（實物圖）34插圖索引圖1 系統(tǒng)總體方案框圖3圖2 服務(wù)端電路原理圖4圖3 客戶端電路原理圖5圖4 STC89C52RC結(jié)構(gòu)框架圖7圖5 STC89C52RC最小系統(tǒng)原理圖8圖6 壓阻式液位傳感器外形9圖7 壓阻式液位傳感器應(yīng)用電路10圖8 AD7887引腳排列圖11圖9 AD7887應(yīng)用電路13圖10 RF4432無線模塊引腳排列圖15圖11 RF4432無線模塊典型應(yīng)用電路圖16圖12 74HC595引腳排列圖17圖13 蜂鳴器驅(qū)動電路18圖14 服務(wù)端數(shù)據(jù)采集發(fā)送流程19圖

32、15 數(shù)據(jù)采集子程序流程圖20圖16 AD7887操作時序圖21圖17 數(shù)據(jù)發(fā)送子程序流程圖23圖18 客戶端數(shù)據(jù)接收報警流程25圖19 數(shù)據(jù)接收子程序流程圖26圖20 報警子程序流程圖27圖21 單個按鍵檢測子程序流程28遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)摘 要工業(yè)控制系統(tǒng)中對液位對象的監(jiān)測是必不可少的環(huán)節(jié)。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，基于無線通信的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，能及時了解現(xiàn)場信息，快速進行決策，省去了很多人力。本系統(tǒng)設(shè)計了一個基于433無線通信的遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)，將無線通信技術(shù)與液位測量相結(jié)合，實現(xiàn)遠程監(jiān)控報警系統(tǒng)的設(shè)計。該系統(tǒng)可以實時、準確監(jiān)控被測液

33、體液位并且可以長時間可靠無誤的報警，亦可以擴展到全自動控制液位，具有很廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞： 單片機、C51、按鍵掃描、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換、433無線模塊、數(shù)碼管、E2PROMEEPROMRemote Liquid-level Monitoring Alarm SystemAbstractIn industrial control system level monitoring is very important. With the development of wireless communication technologies, wireless communication increasi

34、ng use of technology in the field of industrial control, remote monitoring and control system can informed the scene information, make decisions quickly, and save a lot of manpower.This system design of a remote liquid level monitoring system based on 433 wireless communication, wireless communicati

35、on technology in combination with liquid level measurement and implementation of remote monitor and control system design. This system in real time, accurate detection of liquid level, and long time reliable and unambiguous warning, with a very broad application prospects.Key words: SCM, C51, AD, Wi

36、reless Communication, Numeric Display, E2PROMEEPROM緒論1）課題研究的目的和意義在現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)和管理中，大量的環(huán)境參數(shù)、工藝數(shù)據(jù)、特性參數(shù)需要進行實時檢測、監(jiān)督管理和自動控制Error! Reference source not found.。由于工業(yè)生產(chǎn)過程控制要求的高環(huán)境適應(yīng)性、高實時性和高可靠性等特點，自動控制與檢測技術(shù)一直沿著自己的道路發(fā)展，測控領(lǐng)域所使用的通信技術(shù)都自成體系，許多通信協(xié)議不開放。我國工業(yè)控制界對無線實時監(jiān)控系統(tǒng)的研究工作始于90年代初期，由于當時無線射頻技術(shù)與國外相比具有極其巨大的差距，使得采用國內(nèi)技術(shù)所設(shè)計的系統(tǒng)可

37、靠性、穩(wěn)定性極差。由于公共無線數(shù)據(jù)通信平臺的大量搭建，降低了開發(fā)無線實時監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)門檻，但同時亦提出了更高的其它方面的技術(shù)Error! Reference source not found.。工業(yè)控制系統(tǒng)中對液位對象的監(jiān)測是必不可少的環(huán)節(jié)。在過去需要通過人工采集液位數(shù)據(jù)，隨著科技的發(fā)展現(xiàn)今我們可以通過單片機系統(tǒng)來達到一個直觀的顯示進而可以進行監(jiān)控報警或者達到全自動控制液位的高低Error! Reference source not found.。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，基于無線通信的遠程監(jiān)控系統(tǒng)Error! Reference source not

38、 found.，能及時了解現(xiàn)場信息，快速進行決策，省去了很多人力。因此本系統(tǒng)設(shè)計了一個基于無線通信的遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)，將無線通信技術(shù)與液位測量Error! Reference source not found.相結(jié)合，實現(xiàn)遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)的設(shè)計。2）課題的來源有些國家液位監(jiān)測技術(shù)依然處于比較落后的狀態(tài)，在很多地區(qū)的河流、湖泊或水庫，還在使用比較落后的監(jiān)測設(shè)備，有些地方還在通過人工采集液位數(shù)據(jù)，這顯然不能滿足現(xiàn)代化液位監(jiān)測的要求。液位監(jiān)測有它特定的應(yīng)用背景，一般都在比較偏僻的區(qū)域，這使得很難通過架設(shè)有線來完成數(shù)據(jù)傳輸，在這種情況下，使用無線通信是一種很好的選擇。本次設(shè)計采用以STC89C

39、52RC芯片為核心，用壓力傳感器Error! Reference source not found.來檢測液面高度，結(jié)合外部硬件電路實現(xiàn)對液體液面進行實時報警控制。同時，設(shè)計出的遠程液位監(jiān)控報警控制器具有操作簡單，實用性強，價格便宜，安全性高等特點，完全滿足了現(xiàn)代化液位監(jiān)測的要求，具有很高的實用價值。正是由于遠程液位監(jiān)控系統(tǒng)給我們帶來了無以倫比的方便，減少了人力物力的調(diào)用，并且能克服地理環(huán)境等帶來的不便的影響。因此研制出一種實用的遠程液位監(jiān)控系統(tǒng)是如今的發(fā)展形勢必不可少的。3）遠程液位監(jiān)控系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀20世紀70年代后期，隨著微型計算機和單片機的出現(xiàn)和發(fā)展液位監(jiān)測技術(shù)Error! Refer

40、ence source not found.有了較快的發(fā)展。1976年美國SM公司與美國氣象局合作研制的一套水位自動監(jiān)測設(shè)備。80年代以來，由于遙控設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸方式和微機技術(shù)的進一步發(fā)展，水位監(jiān)測和防洪調(diào)度自動化技術(shù)在全世界得到廣泛的應(yīng)用。90年代以后，國際上多家公司退出了功能強、應(yīng)用范圍廣的產(chǎn)品，在水利水電、氣象等領(lǐng)域都適時得到應(yīng)用Error! Reference source not found.。在國外，美國和日本是較早開始水文自動化技術(shù)研究的國家。在監(jiān)測設(shè)備方面，國外的數(shù)據(jù)采集終端Error! Reference source not found.除了具有數(shù)據(jù)的自動采集、存儲、處理和

41、傳輸這些基本功能外，在傳感器集成、多參數(shù)采集、監(jiān)測設(shè)備智能化方面技術(shù)Error! Reference source not found.也比較成熟。我國液位監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)包括三個階段：初級階段、發(fā)展階段和網(wǎng)絡(luò)化階段。二十世紀七十年代中期開始到八十年代中期為初級階段。液位信息化從1980年開始，起步于信息源的處理。八十年代中后期開始的十余年為發(fā)展期。九十年代后期，為適應(yīng)防汛和水利調(diào)度現(xiàn)代化、信息化的要求，以及近代通信、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的時代特點，液位監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)進入了網(wǎng)絡(luò)化階段。目前，從水利部機關(guān)到各流域、各省市實現(xiàn)了水情、雨情信息的網(wǎng)絡(luò)化傳輸，實現(xiàn)了信息的自動化接收、處理和分析。我國

42、的液位監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)過近三十年的發(fā)展經(jīng)驗積累，雖然已經(jīng)取得了巨大的進步，但總體來說，大部分地區(qū)的液位監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)還不夠合理和完善，整體水平仍相對落后，與西方發(fā)達國家還存在著很大的差距，信息采集、傳輸手段和技術(shù)比較落后，信息時效性差，不能滿足當今對水文數(shù)據(jù)實時、快速、準確監(jiān)測的要求。4）課題主要研究的內(nèi)容本系統(tǒng)設(shè)計了一個基于433無線通信的液位遠程監(jiān)控報警系統(tǒng)，將無線通信技術(shù)與液位測量相結(jié)合，實現(xiàn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。選用壓阻式液位傳感器Error! Reference source not found.對液位進行采樣，采用AD7887Error! Reference source not fo

43、und.對模擬量進行轉(zhuǎn)換，采用STC89C52RC單片機Error! Reference source not found.作為中央處理單元對液位信號進行采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、報警等工作。最終通過Protel 99SE繪制原理圖，完成PCB布線并且制作實物Error! Reference source not found.。第一章緒論部分主要介紹了基于無線通信的遠程液位監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計的目的及意義與國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)況。第二章主要給出了設(shè)計的整體方案。第三章主要進行了對本設(shè)計的硬件電路的設(shè)計，主要包括主控模塊，液位的采集模塊，無線傳輸模塊，鍵盤顯示模塊，報警模塊等。第四、五章介紹了軟件設(shè)計部分，

44、主要介紹本設(shè)計的服務(wù)端與客戶端主程序及其他模塊的流程圖等。1 總體設(shè)計1.1 整體方案本設(shè)計是基于壓阻式液位傳感器的遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)，以STC89C52RC單片機為處理器，通過壓阻式液位傳感器及A/D轉(zhuǎn)換等完成信號的采集，通過無線模塊傳輸數(shù)據(jù)，通過數(shù)碼管顯示液位高度，通過蜂鳴器報警，通過按鍵設(shè)置報警閾值等功能。系統(tǒng)總體方案圖如下Error! Reference source not found.所示。圖1 系統(tǒng)總體方案框圖1.2 硬件電路圖及工作過程簡介1.2.1 服務(wù)端壓阻式液位傳感器負責(zé)轉(zhuǎn)換物理量為電壓值，采用AD7887進行A/D轉(zhuǎn)換，通過STC89C52RC軟件模擬i2c接口與AD

45、7887通信讀取數(shù)字量并處理，通過軟件模擬SPI接口與無線模塊RF4432進行數(shù)據(jù)發(fā)送。電路圖見Error! Reference source not found.。注意：晶振采取24MHz無源晶振，起振電容為47PF。上拉電阻/排阻為10K。由于無線模塊RF4432采用的是1.83.6V電源，因此需要用ASM1117進行降壓供電，防止意外燒毀。由于AD7887采用的是從內(nèi)部參考源2.5V只能測量02.5V的電壓且液位傳感器輸出的電壓范圍是05V，因此需要將輸入電壓分半，考慮到液位傳感器輸出阻抗很小，這里采用簡單的電阻分壓。分壓電阻為10K。圖2 服務(wù)端電路原理圖1.2.2 客戶端通過STC8

46、9C52RC軟件模擬件模擬SPI接口與無線模塊RF4432進行數(shù)據(jù)接受進而進行處理。數(shù)碼管采用4個8段數(shù)碼管顯示，采用靜態(tài)的方法顯示。按鍵鍵盤采用獨立式按鍵接法。采用AT24C02對設(shè)置數(shù)據(jù)進行存儲。采用蜂鳴器進行報警。電路圖見Error! Reference source not found.。注意：晶振采取24MHz無源晶振，起振電容為47PF。上拉電阻/排阻為10K。蜂鳴器采用無源蜂鳴器，利用NPN三極管8050驅(qū)動。由于無線模塊RF4432采用的是1.83.6V電源，因此需要用ASM1117進行降壓供電，防止意外燒毀。圖3 客戶端電路原理圖1.3 軟件程序設(shè)計簡介1.3.1 服務(wù)端開機

47、后初始化無線模塊RF4432與AD7887，然后調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序開始采樣，進行簡單的濾波算法，每隔一段時間向客戶端發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，采取CRC校驗對數(shù)據(jù)進行校驗防止數(shù)據(jù)出錯。1.3.2 客戶端開機后初始化無線模塊RF4432，然后開啟一個定時器作為時間基準（用于報警，按鍵消抖，按鍵長按計時，無線模塊超時計時等等），主程序中循環(huán)接收服務(wù)端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包、解析數(shù)據(jù)包、按鍵掃描、數(shù)據(jù)顯示，主程序中通過查詢按鍵狀態(tài)作相應(yīng)處理，通過軟件模擬i2c接口與AT24C02進行通信達到儲存設(shè)置數(shù)據(jù)的目的，最后比對當前液位是否超出報警閾值進而進行報警處理。1.4 本章小結(jié)本章主要介紹了遠程液位監(jiān)控報警系統(tǒng)的總

48、體設(shè)計。給出了硬件原理圖與程序主要實現(xiàn)功能。通過本章的介紹可以對系統(tǒng)的工作流程有一個初步的了解。2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計2.1 器件清單單片機選用STC89C52RC液位傳感器選用壓阻式液位傳感器（05V）模數(shù)轉(zhuǎn)換器選用AD7887（12位）無線模塊選用433無線收發(fā)模塊RF4432顯示驅(qū)動選用74HC595數(shù)碼管選用8段共陽數(shù)碼管貼片電阻電容2.2 單片機主控模塊2.2.1 STC89C52RC概述STC89C52RC 單片機是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051 單片機，12 時鐘/機器周期和6 時鐘/機器周期可以任意選擇。主要特性如下：1. 增強型

49、8051 單片機，6 時鐘/機器周期和12 時鐘/機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.2. 工作電壓：5.5V3.3V（5V 單片機）/3.8V2.0V（3V 單片機）3. 工作頻率范圍：040MHz，相當于普通8051 的080MHz，實際工作頻率可達48MHz4. 用戶應(yīng)用程序空間為8K 字節(jié)5. 片上集成512 字節(jié)RAM6. 通用I/O 口（32 個），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4 是準雙向口/弱上拉， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻。7. ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，

50、無需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片8. 具有EEPROM 功能9. 具有看門狗功能10. 共3 個16 位定時器/計數(shù)器。即定時器T0、T1、T211. 外部中斷4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒12. 通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART13. 工作溫度范圍：-40+85（工業(yè)級）/075（商業(yè)級）14. PDIP 封裝2.2.2 STC89C52RC功能功能模塊框架見Error! Reference source not found.圖4 STC89C52RC結(jié)構(gòu)框