畢業(yè)設(shè)計(jì)游泳池水溫水位遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1畢業(yè)設(shè)計(jì)游泳池水溫水位遠(yuǎn)程監(jiān)控畢業(yè)設(shè)計(jì)游泳池水溫水位遠(yuǎn)程監(jiān)控(jin kn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共20頁(yè)。引 言v 系統(tǒng)設(shè)計(jì)(shj)內(nèi)容1、為了能夠?qū)τ斡境馗玫倪M(jìn)行(jnxng)遠(yuǎn)程監(jiān)控2、為了使得(sh de)游泳者更安全，更舒適。3、研究溫度、液位、無(wú)線等技術(shù)的集合，以便能夠?qū)⑦@些技術(shù)應(yīng)該在 其他的場(chǎng)合。v 系統(tǒng)研究目的及意義1、學(xué)習(xí)超聲波傳感器、溫度傳感器和無(wú)線射頻傳輸模塊的基礎(chǔ)知識(shí)； 2、設(shè)計(jì)水溫和水位遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。利用溫度傳感器測(cè)量水溫，利用超聲波傳感器測(cè)量水位，測(cè)量得 到的信息通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊，遠(yuǎn)程監(jiān)控的結(jié)果通過(guò)智能信息分析和處理，對(duì)游泳 池的水溫

2、和水位進(jìn)行控制，如果水位低就通過(guò)抽水模塊進(jìn)行抽水，補(bǔ)充水量，如果水溫低，就通 過(guò)加熱模塊進(jìn)行加熱，水位和水溫符合要求就停止加熱。3、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。第1頁(yè)/共20頁(yè)第二頁(yè)，共20頁(yè)。v 作品(zupn)實(shí)物圖系統(tǒng)主機(jī)(zhj)端與上位機(jī)端系統(tǒng)(xtng)從機(jī)端第2頁(yè)/共20頁(yè)第三頁(yè)，共20頁(yè)。開(kāi)發(fā)平臺(tái)(pngti)及技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)Altium Designer 09用于硬件電路設(shè)計(jì)用于硬件電路設(shè)計(jì)Keil uvision4用于下位用于下位(xi wi)機(jī)軟件設(shè)計(jì)機(jī)軟件設(shè)計(jì) visual c+用于上位用于上位(shn wi)機(jī)程序設(shè)計(jì)機(jī)程序設(shè)計(jì) v 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)第3頁(yè)/共20頁(yè)第四頁(yè)，共2

3、0頁(yè)。v 系統(tǒng)主要(zhyo)涉及技術(shù)C語(yǔ)言語(yǔ)言C+技術(shù)技術(shù)(jsh)通信通信(tng xn)技術(shù)技術(shù)單片機(jī)技術(shù)單片機(jī)技術(shù)模電、電子電路模電、電子電路第4頁(yè)/共20頁(yè)第五頁(yè)，共20頁(yè)。系統(tǒng)(xtng)總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)v 系統(tǒng)(xtng)框架圖第5頁(yè)/共20頁(yè)第六頁(yè)，共20頁(yè)。主機(jī)主機(jī)(zhj)端核端核心心STC12C5A60S2從機(jī)端核心從機(jī)端核心(hxn)STC12C5A60S2上位上位(shn wi)機(jī)核心機(jī)核心電腦電腦CPUv 系統(tǒng)核心處理器部分第6頁(yè)/共20頁(yè)第七頁(yè)，共20頁(yè)。v 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集(cij)部分溫度采集：使用溫度采集：使用DS18B20DS18B20溫度傳感溫度傳感器，可以進(jìn)

4、行多點(diǎn)采集，本系統(tǒng)器，可以進(jìn)行多點(diǎn)采集，本系統(tǒng)由于只是模擬系統(tǒng)，故只進(jìn)行兩由于只是模擬系統(tǒng)，故只進(jìn)行兩點(diǎn)的溫度信息采集。點(diǎn)的溫度信息采集。液位采集：液位采集采用超液位采集：液位采集采用超聲波測(cè)量，通過(guò)測(cè)量超聲波聲波測(cè)量，通過(guò)測(cè)量超聲波與水面的距離，進(jìn)而求出液與水面的距離，進(jìn)而求出液位距離位距離第7頁(yè)/共20頁(yè)第八頁(yè)，共20頁(yè)。v 系統(tǒng)(xtng)數(shù)據(jù)傳輸部分系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng)從機(jī)從機(jī)部分部分(b fen)系統(tǒng)系統(tǒng)主機(jī)主機(jī)部分部分上位機(jī)部分NRF24L01無(wú)線模塊RS232串口通信第8頁(yè)/共20頁(yè)第九頁(yè)，共20頁(yè)。v 系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示(xinsh)部分LCD1602顯示(xinsh)LCD1286

5、4顯示(xinsh)MFC監(jiān)控界面第9頁(yè)/共20頁(yè)第十頁(yè)，共20頁(yè)。v 系統(tǒng)控制部分(b fen)液位控制液位控制(kngzh)Control溫度控制溫度控制通過(guò)(tnggu)繼電器控制小型抽水機(jī)進(jìn)行液位的控制通過(guò)繼電器繼電器控制熱得快進(jìn)行溫度的控制第10頁(yè)/共20頁(yè)第十一頁(yè)，共20頁(yè)。v 主要(zhyo)硬件部分(一) 主機(jī)(zhj)部分最小系統(tǒng)板部分1、主機(jī)部分P0口用于LCD12864的數(shù)據(jù)并行傳輸。2、P2.5P2.7用于控制液晶。3、P1.3P1.7用于無(wú)線模塊NRF24L01。4、P3.0，P3.1通過(guò)(tnggu)MAX232與串口連接。5、P2.0P2.3用于控制按鈕。6、RE

6、SET引腳用于按鈕復(fù)位。7、XTAL1與XTAL2用于晶振電路，主機(jī)部分系統(tǒng)采用11.0592MHz晶振，系統(tǒng)不分頻。第11頁(yè)/共20頁(yè)第十二頁(yè)，共20頁(yè)。(二) 數(shù)據(jù)(shj)采集部分1、DS18B20為單總線結(jié)構(gòu)(jigu)，在數(shù)據(jù)腳接一個(gè)1K上拉電阻，以保證DQ在空閑的時(shí)候?yàn)楦唠娖健?、超聲波采集通過(guò)TX與RX引腳進(jìn)行工作(gngzu)，TX自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40Khz的方波。RX引腳自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回。有則RX為低電平。第12頁(yè)/共20頁(yè)第十三頁(yè)，共20頁(yè)。(三) 無(wú)線通信部分(b fen)1、無(wú)線通信采用NRF24L01模塊，該模塊設(shè)置信道工作為2.4GHz，發(fā)射(fsh)速率為1MH

7、z。模塊可以與單片機(jī)通過(guò)SPI口通信（硬件SPI或模擬SPI都可以）。第13頁(yè)/共20頁(yè)第十四頁(yè)，共20頁(yè)。(四) 數(shù)據(jù)顯示(xinsh)部分1、本模塊帶有中文字庫(kù)，內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字。要想在制定位置顯示指定數(shù)字或字符，只需要把顯示位置設(shè)定好，然后寫(xiě)入要顯示的數(shù)據(jù)即可。模塊具有(jyu)串并口通訊方式選擇，為液晶的第15引腳。本系統(tǒng)中該引腳接單片機(jī)P1.0引腳。（LCD12864液晶(yjng)）（LCD1602液晶）2、本模塊能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符，系統(tǒng)中第一行用于顯示兩個(gè)溫度的數(shù)值，第二行用于顯示液位的數(shù)值。第14頁(yè)/共20頁(yè)第十五頁(yè)，共20頁(yè)。（一）主機(jī)（一）主機(jī)

8、(zhj)部分流程圖部分流程圖1、主機(jī)部分用于系統(tǒng)協(xié)調(diào)及控制，因此系統(tǒng)上電后，首先提示用戶(hù)輸入預(yù)設(shè)值，方便系統(tǒng)運(yùn)行后采集到的數(shù)據(jù)與之比較。當(dāng)預(yù)設(shè)值設(shè)定好后，主機(jī)就進(jìn)入發(fā)射接收循環(huán)。主機(jī)給從機(jī)發(fā)射T控制其采集數(shù)據(jù)。發(fā)射完成后判斷KEY4是否長(zhǎng)按，如果(rgu)有則重新設(shè)置預(yù)設(shè)值，如果(rgu)沒(méi)有則進(jìn)入等待接收模式，有數(shù)據(jù)則進(jìn)行接收。接收完數(shù)據(jù)之后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，顯示，把處理的結(jié)果告知從機(jī)。H這表示加熱，W則表示加水，C則表示停止加熱，F(xiàn)則表示停止加水。v 軟件設(shè)計(jì)部分(b fen)第15頁(yè)/共20頁(yè)第十六頁(yè)，共20頁(yè)。1、從機(jī)部分初始化以后，處于接收模式，等待主機(jī)發(fā)送的開(kāi)始工作命令T，接收得

9、到的開(kāi)始采集和水位信息，采集完成之后(zhhu)顯示，并把數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)。然后從機(jī)有處于接收模式，判斷控制的協(xié)議值，符合這進(jìn)行相應(yīng)的控制。系統(tǒng)中主機(jī)接收的RxBuf0為通知工作協(xié)議，RxBuf1為控制協(xié)議，有H，W，C，F(xiàn)四種指令。（二）從機(jī)部分（二）從機(jī)部分(b fen)流程圖流程圖第16頁(yè)/共20頁(yè)第十七頁(yè)，共20頁(yè)。上位機(jī)判斷接收緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)，如果有數(shù)據(jù)就把數(shù)據(jù)讀出，并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Cstring型變量，一邊后面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示(xinsh)、存儲(chǔ)、繪制圖形等（三）上位（三）上位(shn wi)機(jī)部分截圖機(jī)部分截圖第17頁(yè)/共20頁(yè)第十八頁(yè)，共20頁(yè)。總 結(jié)完成功能：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠比較順利完成數(shù)據(jù)采集（溫度和水位）、數(shù)據(jù)顯示（LCD1602和LCD12864）、無(wú)線雙機(jī)通信、數(shù)據(jù)處理、串口通信、上位機(jī)監(jiān)控等任務(wù)，基本能夠簡(jiǎn)