信号与信息处理硕士论文-一种新型自动水位测控系统的设计研究

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1、天津大学硕士学位论文一种新型自动水位测控系统的设计研究姓名：于柏申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：鹿凯宁20081001摘要新型自动水位测控系统设计研究主要是为了解决以下问题：1．实际水位(含污水)自动监测现场由于环境恶劣，超常的温差、干扰、湿度、腐蚀性直接影响到水位的检测精度和变送器传送信号的可靠性。2．处于高位的水塔水位控制系统，由于水位变送器所处地理位置较高，存在比较严重的雷击隐患，尤其在多雷雨的季节，变送器存在较高的维护频率和较大的危险性。3．从城镇到乡村的生产、生活自动供水系统错综复杂，水位变送器有很高的故障率。设

2、计方法为利用开关电容传感器将水位参量直接转换成具有与其相应宽度的脉冲，并通过调零网络后输入到74LS393所组成的串码／并码变换电路后转换为12位并码输入到89C52单片机中，通过单片机的数据采集、数字滤波数和据处理后在LED数码管显示出来．系统中还设有两个扩展输出接口，一个是4---20mA标准模拟远传信号，另一个为485通讯接口。此外，系统可在量程内连续设定高低水位超限的界定值，并有相应的报警输出。本文在理论和实际上具有一定创新性，其一：在结构设计上打破了延续多年的传统自动控制模式，彻底摘除了控制系统隐患的根源一变送器。其二：用数字量

3、取代模拟量直接进行信息传输，根除了温漂、零漂及各种杂波干扰，实现了数字化水位自动监控系统。其--：摒弃了传统检测方法，采用开关电容传感器。它具有结构合理、响应快、稳定可靠、使用范围广泛等突出特点，可进行各种导电介质液位的在线实时监测。关键词：水位监控开关电容式传感器单片机测量电路ABSTRACTThefollowingquestionswillbesolvedinthenewautomaticwaterlevelmeasurementandcontrolsystem．1．Thewaterlevelmeasurementaccuracyan

4、dreliabilityofthetransmittersignalsaredirectlyaffectedbythebadon-siteenvironmentoftheactualwaterlevelmeasurementandcontrolsystem，includingextraordinarytemperaturedifference，interference，humidityandcorrosiveness．2．Thewaterleveltransmitterofthemeasurementandcontrolsystemlie

5、sinthehigherwatertower,SOthereisaseriousthundersll"okehiddendanger,especiallyinmulti-thunderstormseason．Thetransmitterhasthehighmaintenancefrequencyandthebigrisk。3．Becauseofthecomplexproductionandlifeautomaticwatersupplysystemfromthecitytocountry，thereisahigherfailurerate

6、forthewaterleveltransmitter．Firstly,thewaterlevelisdirectlychangedintothecorrespondingwidthpulsebyaswitchingcapacitancesel"lSOr．Then,throughzeroalignmentnetworks，thepulsesignalisinputtedto74LS393，whichwillchangetheserialsignalintothe12·bitparallelsignalandsendthe12一bitpar

7、allelsignalto89C52SingleChipMicrocomputer．ThecollecteddatawillbefilteredanddisposedinSCM．Finally,thecorrespondingwaterlevelvaluewillbedisplayedbytheLEDphotoelectricnumeraltube．Therearetwooutputinterfacesinthesystem，onewilloutputthe4-20mAlong-distancetransmissionsignal，and

8、anotheristheRS485communicationinterface．Inaddition，Thereisthewaterlevelhigherandlowerlimitalarmf