基于单片机的超声波水位控制系统毕业设计.docx

《基于单片机的超声波水位控制系统毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的超声波水位控制系统毕业设计.docx（18页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、基于单片机的超声波水位控制系统毕业设计 学士学位毕业设计(论文) 基于单片机的超声波水位控制系统 Control system of ultrasonic level based on single chip microcomputer by Supervisor: Huang Fuhai March 2022 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用

2、过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期： 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本

3、论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日 注意事项 1.设计（论文）的内容包括： 1）封面（按

4、教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明 3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入） 6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢 9）附录（对论文支持必要时） 2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。 4.文字、图表要求： 1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写 2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所

5、有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画 3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印 4）图表应绘制于无格子的页面上 5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序 1）设计（论文） 2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订 3）其它 摘要 伴随着畜牧养殖业的发展，各种大型养殖场到处林立，机械化养殖已经成为当今养殖业的主流。以前的人工养殖费时费力，而且养殖的效率很低，养殖的效益也使得许多老板望而止步。 随着单片机嵌入式等技术的发展和应用已经满足了养殖业的需求。现在的养殖厂都是系统采食系统和系

6、统饮水系统，很少的人操作就可以满足所有厂房的饮水问题。因此养殖厂的水塔饮水系统也成为这些养殖厂的关键。所以，如果一个基于单片机的超声波水位控制系统应用到养殖行业的水塔饮水系统，那将是对养殖业带来新的生机与活力。超声波水位控制系统能够非接触的测量水塔的水位高度，相比较以前的接触性测量有很多的优点。超声波在相同的介质中传播速度是相对稳定的而且当超声波遇到障碍物时会发生反射，根据相应的物理常识很容易测量水位高度，而且超声波在水塔中不受光线，被测对象颜色的影响，而且对处于黑暗、烟雾、灰尘、高空、有毒的恶劣的条件下有较强的适应力。 此超声波水位控制系统改变了以往人工加水抽水，爬水塔观察等体力工作，系统可

7、以自行检测水位高度，而且每个养殖厂可以根据自身养殖业对水位高度的要求，自行设置水位上限和下限。当水位低于下限时就会自动抽水，当水位高于上限时就会自动排水，使水位控制在一定的范围内。所以基于单片机的超声波水位控制系统操作简单人性化，方便便利，能够满足养殖厂饲养员的需要。很适合现代化养殖厂的时代需求，可以大方面推广。 关键词：水位控制；超声波测距；按键水泵控制；液晶显示 Abstract Along with the development of animal husbandry industry, all kinds of large-scale farms everywhere, the me

8、chanization of farming has become the mainstream of todays farming. Artificial breeding of previous time-consuming and laborious, and the breeding efficiency is very low, the benefits of cultivation has also made the boss if. With the development and application of single chip embedded technology ha

9、s met the demand of aquaculture. Now the plant breeding is the system feeding system and the system of drinking water system, few people can meet the operation problem of drinking water for all plant. Therefore, the water tower water drinking system plant breeding is key to these aquaculture plant.

10、So, if a water tower water system of ultrasonic water level control system of single-chip microcomputer is applied to the aquaculture industry based, it will bring new vigor and vitality to the aquaculture industry. Ultrasonic water level control system of water level measuring tower to non-contact

11、height, compared to the previous contact measurement has many advantages. Ultrasonic in the same medium propagation speed is relatively stable and when the ultrasonic obstacle when reflection occurs, according to the physical sense of corresponding is easy to measure the height of the water level in

12、 a water tower, and the ultrasonic wave is not affected by the influence of measured object light, color, and in the dark, to smoke, dust, toxic, high altitude harsh conditions and have strong adaptability. The ultrasonic water level control system changed the artificial water pumping, climb the tow

13、er observation work, the system can automatically detect the water level height, and each plant breeding can according to their own requirements for the height of the water aquaculture, set the upper limit and lower limit water level. When the water level is below the limit, it will automatically pu

14、mping water, when the water level is higher than the upper limit will be automatic drainage, the water level control in a certain range. So the ultrasonic water level control system of single-chip microcomputer has the advantages of simple operation of human nature, based on convenience convenience,

15、 can meet the need of breeding plant breeder. The demand is very suitable for modern plant breeding time, can the promotion. Key Words: Water level control ; Ultrasonic ranging；Water pump control button；LCD； 目录 前言 - 1 第1章系统分析- 2 1.1需求分析- 2 1.1.1 系统目标 - 2 1.1.2 数据流图 - 2 1.1.3 系统流程图和功能分析 - 3 1.2系统可行性分

16、析- 4 1.2.1 社会环境可行性 - 4 1.2.2 技术可行性 - 4 1.2.3 操作可行性 - 5 1.3开发平台的选择- 5 1.3.1 编程环境的选择 - 5 1.3.2 数据库的选择 - 5 第2章系统总体设计- 6 2.1系统模块设计- 6 2.2系统模块之间的关系- 6 2.3数据库设计- 6 2.4本章小结- 7 第3章系统详细设计- 8 3.1登录模块及主界面设计- 8 3.2基本信息管理模块及界面设计- 9 3.2.1 业主管理窗体设计 - 9 3.2.2 走表管理窗体设计 - 11 3.3交费管理模块及界面设计- 12 3.3.1 交费窗体设计 - 12 3.3.2

17、 费用调整窗体设计 - 14 3.3.3 电费查询窗体的设计 - 16 3.4欠费管理模块及界面设置- 17 3.4.1 追缴电费窗体设计 - 17 3.4.2 欠费统计窗体的设计 - 20 3.5系统数据维护- 21 3.5.1 数据维护窗体的设计 - 21 3.5.2 初始化数据窗体的设计 - 21 3.6系统管理模块及界面设计- 23 3.6.1 添加用户窗体的设计 - 23 3.6.2 用户密码修改窗体的设计- 24 3.6.3 删除用户窗体的设计 - 24 3.7本章小结- 25 第4章问题与前景- 26 4.1所遇问题- 26 4.2系统中存在的问题- 26 4.3前景展望- 29

18、 结论 - 28 参考文献 - 29 附录 - 30 谢辞 - 31 前言 随着人们生活水平的提高和市场的需求，人们对各种无公害肉食品的需求量增加，对此各种机械化，智能化养殖业应运而生。但是劳动资源有限和养殖厂的环境限制使得养殖厂的生产能力受限，加上大规模养殖厂的建设，为此需要大量的饲养员来管理喂料和饮水。 饮水是养殖厂管理中不可或缺的重要组成部分。对于一些小型的养殖厂饮水还是人工管理，每一间厂房的检查水的量是否足够，如果不够还需要人工上水。由于小型养殖厂规模较小可以勉强被人们接受。但是对于大型的养殖厂面积大，厂房数量多，整个场子的水塔数量较多，如果每个人需要爬水塔观测水位，不仅危险而且容易受

19、外界条件的影响，导致观测不准确，也有可能因为误判，给养殖厂带来不可必要的损失。所以对于管理复杂的大型养殖厂，要摒弃以前的人工记录的麻烦工作，让先进的水塔供水系统来满足其需要。 基于单片机的超声波水位控制系统是随着单片机嵌入式的发展而产生的。以前的养殖厂管理人员要挨个的观察水塔的液位高度，水塔的高度可想而知，再加上天气的影响使得观察更是难上加难。而且每一个厂房的养殖数量不一样，每个水塔的水位高度要求也是不一样的，因此养殖厂的管理人员还要根据养殖的种类和数量自己调整液位高度，很是繁琐。但是随着单片机技术和超声波的广泛应用，传统的人工检测已经被远远的摔在历史的背后。因此基于单片机的超声波水位控制系统

20、是水塔供水系统应运而生。 在我国，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术的里程碑事件，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统的两大分支。单片机作为最典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。单片机也被称作“单片微型计算机”“微控制器”和“嵌入式微控制器”，单片机一词最初源于“Single Chip Microcoputer”。随着单片机控制功能强，抗干扰能力强，性价比较高，低功耗低电压等优点，使得单片机技术应用到各个领域。 理论来源于实践。为了更好的证明我的基于单片机的超声波水位控制系统的可用之处。我在寒假期间在烟台福祖畜牧养殖集团公司

21、实习一个月。通过我的调查研究，确实现在的养殖厂存在饮水的难题，操作繁琐等问题一直阻碍了养殖业的效率。 正所谓没有调查就没有发言权，我针对养殖厂的实际饮水情况，用最简单实用的单片机STC89C51为核心加上实用型强的超声波模块和LCD1602液晶显示器组成了基于单片机的超声波水位控制系统。该系统采用USB接口供电，方便快捷，在水塔周围没有触电危险，而且耗电量低，一次充电可以用很长时间。该系统能够提前根据自身养殖厂的需要自行设置水位控制限度，将水位控制在自己想要的范围内。如果超出范围，声鸣器会发声而且二极管会亮，提醒管理着与此同时发挥水泵的功能，能够自动为水塔加水和抽水，非常的方便。并且该系统最大

22、的功能是改掉了以前用液位尺测量水塔水位的诟病，采用比较实用的超声波测距模块，能够避免水塔内黑暗，潮湿的检测环境。而且当动物患病需要加药时，管理人员不必爬水塔闻到药的刺激性气味，很安全。 第1章系统分析 1.1 需求分析 这款基于单片机的超声波水位控制系统满足了当今大型养殖厂的需要，根据当下养殖行业所面临的问题针对下药。该系统是基于STC89C51的单片机开发系统，利用比较先进的超声波测距，避免了人工测量的难题。该系统使者大型养殖朝着规模化和大型化，智能化发展，在当前的养殖行业很有前景。 针对我去实习期间收集到的相关信息，我对过去的养殖厂的缺点做出了一下总结：1，大型养殖厂，厂房众多，但是员工有

23、限，需要员工提高工作效率。员工需要依次检测检查各个水塔和料塔的液位高度很是麻烦，而且水塔和料塔的高度很高，员工爬上去很是危险。 2，由于受天气等非人为因素的影响，管理人员每次的观测都是不准确的。比如下雨，下雪等天气的影响，管理人员更没有办法爬料塔和水塔观察。 3，由于老式的接触式测量水位，精确度低，而且在测量时容易受到外界因素的影响。 1.1.1 系统目标 针对以上我对老式养殖厂的缺点分析，为了更好的解放生产力，减少养殖的生产成本。可以应用现在的单片机嵌入式技术，让人工智能也能够应用到养殖行业，使用少量的管理人员但可管理更多的养殖厂房，为此设计基于单片机的超声波水位控制系统，可以达到以下效益：

24、 1，STC89C51单片机可以提前预先按键调整上下限，当高于上限时，声鸣器会发出警报，二极管发光，水泵会自动抽水；相对，当低于下限时，声鸣器发出警报，二极管发光，水泵会自动上水。避免了人工测量，而且减少了人力资源的消耗，提高了利用率。管理人员只需要根据具体情况设置高度限制就可。 2，只需要把该系统放入水塔和料塔内，平常注意防水，防腐蚀，加强日常的检修和保养工作即可。即使在坏天气的影响，也可以轻松应对。值得一提的是，该系统的供电是USB供电，耗电量少，安全可靠。 3，该系统的液位测量是用的超声波测量，精确度高，可以精确到1毫米。而且该系统使用的是LCD1602液晶显示器，方便观察。 1.1.2 系统前景 当前随着单片机技术的日新月异的变化，各种水位测量手段也是层出不穷。根据有关资料显示，现在世面上的测量手段无非是两大类。一类是接触式的液位测量，另一类就是非接触式液位测量。接触式液位测量也叫机械浮子类液位计，它是用尺子或者正负电极来测量然后转化成数字信号或者连续信号，转换器一般都是各种光电设备。这种测量设备操作简单，就是单纯的物理操作，而且能够进行多次的连续测量，没有集合现在的先进技术，