项目编号：mcuclub-116
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摘要
液位测量一直与自动化密切相关，几乎遍及生产与生活的各个领域。近年来由于新检测原理及微电子技术的发展和应用，使得液位测量仪更趋向小型化和智能化，逐步实现了故障诊断和报警，高精确度、高可靠性、安全性和多功能化。
本文研制的液位和液体流速实时检测系统可以自动检测液位，精确测量液体流速，并能将每个下位机的液位和液体流速信号传送至上位机，在上位机对各个下位机的信号进行巡回检测和显示。当液位低于设定下限值、液体流速过高或过低时，在上位机和相应下位机都能发出声光报警，提醒有关人员及时处理。本系统以8051 为核心，检测液体的液位、液体流速和有无气泡，从而可以显示、报警。同时与上位机通过无线方式传送每个下位机的数据。
关键词:液位检测、液体流量检测、单片机控制、无线通讯Abstract
Level measurement has always been closely related to automation, almost in every field of production and life. In recent years, due to the development and application of new detection principle and micro-electronic technology, the liquid level measuring instrument tends to be miniaturized and intelligent, and gradually realizes fault diagnosis and alarm, high accuracy, high reliability, security and multi-function.
The real-time detection system of liquid level and liquid velocity developed in this paper can automatically detect liquid level and accurately measure liquid velocity, and can transmit the signal of liquid level and liquid velocity of each lower machine to the upper machine, which can detect and display the signal of each lower machine on the upper machine. When the liquid level is lower than the set lower limit and the liquid flow rate is too high or too low, the upper computer and the corresponding lower computer can send sound and light alarm to remind the relevant personnel to deal with it in time. This system takes 8051 as the core, detects liquid level, liquid velocity and whether there are bubbles, thus can display, alarm. At the same time with the upper computer through wireless transmission of each lower computer data.
Keywords: liquid level detection, liquid flow detection, SCM control, wireless communication
目 录
第一章 绪论
第二章 系统方案设计
第三章 硬件电路
第四章 软件设计
第五章 仿真测试
第六章 实物调试
总结
参考文献
致谢
第一章
绪论
1.1 研究背景及实际意义
液位测量一直与自动化密切相关,液位的测量几乎遍及生产与生活的各个领域，尤其是工业生产过程领域。化工、石油、矿山等企业总是有许多盛液的反应锅(罐)或贮槽需要测定液位;水电、港务、航道等部门也需要测定水库、港口或航道的水位;国防部门等需要测定飞机、坦克之类的动力油箱中的油位。从测量范围来说，小的只有几十个厘米，大的可达几十米;从精度要求来说，有的只允许1毫米误差，有的却允许几厘米甚至几十厘米的误差;从测量环境和条件来说，有的很简单，有的却非常复杂。
目前国内外在液位监测方面采用的技术和产品很多,按所采用的测量技术及使用方法分类，传统的液位测量归纳起来主要有以下几种:差压式、浮体式、声波式、电容式、核辐射式、直流电极式、光纤式、感应式等等[41。
近年来由于微电子技术的发展使得液位检测技术发生了根本性变化。新的检测原理与电子部件的应用使得液位测量仪更趋向小型化和微型化,特别是–些小型现场液位开关发展极快，如超声液位计和振动式液位开关，由于没有可动部件，所以可靠性高，不仅可现场显示，而且可以发出控制信号。与此同时，液位检测也在向着智能化发展，在液位测量领域内广泛应用微处理技术,以实现故障诊断和报警，目的是提高测量的精确度、可靠性、安全性和多功能化。在传感器方面，在应用和设计中尽量实现不接触式或不渗透式测量,其中以超声波式液位计、光学式液位计、电磁式液位计与辐射式液位计最为典型,从而提高探头对恶劣的过程条件的抵抗能力。
1.2 国内外研究现状
在石油化工、饮料、轻纺等行业，企业生产管理部门每天都要掌握罐内储存介质的液位、密度、温度、体积和质量等重要数据。多年来，广大用户一直在寻找一种价格便宜、寿命长，能精确监视储罐货存、工艺流程、计量交接、便于操作维护、易于计算机网络化管理的新技术、新设备。在国内企业，90 年代开始，HIG系统在沿海少数合资石化公司有少量应用，由于价格较高等原因，在国内企业一直很难推广，国内用户需要的不仅是性能具备国外先进水平的同类设备,更为重要的是结合我国石化企业储运领域的实际使用情况、用户经济承受能力和日后系统维护方便的高精度液位测量系统。目前，国内大多石油行业储罐液位测量仍采用人工测量方法，因此研制一套成本低、寿命长、易于安装和维护的高精度测量系统替代进口产品，具有巨大的经济效益。
在自动医疗监护系统中，信号提取是医疗监护系统工作的首要前提。医疗液位信号自动检测和传输也是信号提取的过程,医疗工作人员常常需要检测和控制液体的储量或液位，如人工肾机的透析液储液罐中透析液储量、自动洗胃机中冲洗液的液量、中医使用的药浴机中煎药锅中的水位、等等。如果对仪器中液体储量疏于监测，在液体储量失控情况下可能会给患者带来伤害甚至危机其生命。通过对这些液体储量的监测，医护人员便可以随时了解液体余量,并能在液体缺少时及时自动和入工补充或者采取其他措施，维护医疗设备的安全运行。因此，如何更好地对医疗液位进行监测，一直是医学 工程人员考虑较多的课题之一。
为此我们研制了液位和液体流速实时检测系统，该系统自动检测液位,精确测量液体流速，并且进行巡回检测和显示。当液位低于设置的下限值进行进行报警，当液位低于设置最小值的1/2时，声光报警更加急促。并且通过蓝牙可以进行水泵开关的控制，和进行当前水位和流速的检测。