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4基于單片機(jī)的智能水表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隨著經(jīng)濟(jì)和科技的飛速發(fā)展,人們對(duì)水資源的采集力度越來越大,而地球上的淡水資源總量是有限的,所以節(jié)約用水是剛需?,F(xiàn)在人們利用高度差而產(chǎn)生的水的壓強(qiáng),來使得機(jī)械供水越來越廣泛普遍而實(shí)用。越來越普遍的自來水供給,給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利,而因?yàn)樘^于便利,而導(dǎo)致的人們對(duì)水資源的不夠重視越來越明顯,浪費(fèi)水的現(xiàn)象已經(jīng)非常嚴(yán)重了。為了提高人們節(jié)約用水保護(hù)水資源的意識(shí),就需要經(jīng)常提醒人們,他們每天用了多少水,有了這樣一個(gè)概念,就能慢慢喚醒人們的節(jié)水意識(shí),可以有效地節(jié)約淡水資源,保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境?;趩纹瑱C(jī)的智能水表設(shè)計(jì),功能為流量檢測(cè)傳感器檢測(cè)用水的總流量,流速檢測(cè)傳感器檢測(cè)當(dāng)前用水的流速,按鍵可以設(shè)置總用水量的閾值,LCD1602液晶顯示屏可以顯示總用水量閾值、當(dāng)前用水流速以及當(dāng)前用水量,當(dāng)前實(shí)際用水量超過按鍵設(shè)置的總用水量之后,系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警。關(guān)鍵詞:水流量;水流速;LCD1602;聲光報(bào)警 11.1研究背景及意義 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 21.2.1國內(nèi)研究歷程 21.2.2國外發(fā)展現(xiàn)狀 31.3研究內(nèi)容及研究方法 32系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 452.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)概述 42.2主控模塊的選型和論證 5 53系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 73.1主控模塊 73.1.1STC89C52單片機(jī) 73.1.2程序燒寫電路 73.2流量流速檢測(cè)電路 83.3顯示電路設(shè)計(jì) 83.4閾值設(shè)置電路設(shè)計(jì) 93.5報(bào)警電路設(shè)計(jì) 3.6進(jìn)水閥門控制電路設(shè)計(jì) 13.7溫度傳感器模塊電路設(shè)計(jì) 13.85V繼電器控制電路設(shè)計(jì) 4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.1開發(fā)編程環(huán)境KEIL介紹 4.2主程序設(shè)計(jì) 5實(shí)物展示 1.1研究背景及意義行業(yè)中采用的供水系統(tǒng)研究也越來越嚴(yán)格,需要具備良好的可靠性,當(dāng)前世界水6根據(jù)其使用情況確定和分配3。那是說:全部流量計(jì),表示封閉管道中累積飲用子水表和配備電子裝置的水表在電子技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用4]。水壓表的測(cè)量對(duì)象是粘度、密度、純度、壓力和溫度變化相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)條件將繼續(xù)對(duì)水表的工作產(chǎn)生重大影響5。近年來,流量測(cè)量的方法和儀器得到大不相同。肯特,德國和法國。意大利的Miterina是世界上最著名的國際公司。它的主要分支機(jī)構(gòu)遍布世界各地,并控制著世界水表市場(chǎng)7。要衡量標(biāo)準(zhǔn)8。123繼電器是一種電控制器件,是當(dāng)輸入量的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí),在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中,它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。通訊、自動(dòng)控制、機(jī)電一體化及電力電子設(shè)備中,是最重要的控制元件之一故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。在本系統(tǒng)中,通過三極管驅(qū)動(dòng)繼電器,當(dāng)單片機(jī)的控制引腳為低電平時(shí),三極管導(dǎo)通,此時(shí)繼電器供電閉合,同時(shí)指示燈LED亮,與LED燈串聯(lián)的電阻為限流作用保護(hù)LED燈,與三極管基集相連的電阻也是限流作用,保護(hù)三極管。繼電器控制電路的原理圖如ll234系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)Keil5單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)C語言具有可讀性、結(jié)構(gòu)性等明顯的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)該軟件還包含著宏匯編、庫管理等完整開發(fā)方案,并有一定的集成開發(fā)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)各部分的組合。其軟件截圖如圖4.1所示。JL..JL..系統(tǒng)在上申后對(duì)程序進(jìn)行初始化,設(shè)置.然后程序開始正常運(yùn)行.然后通過水流量檢測(cè)傳感器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)水流量檢測(cè),單片機(jī)根據(jù)時(shí)間和水流量,根據(jù)事先編寫好的程序邏輯,計(jì)算出水的流速,并且將檢測(cè)到的水流量和水流速數(shù)據(jù)顯示在LCD1602顯示屏上,系統(tǒng)可通過設(shè)置按鍵,來對(duì)總用水量的閾值范圍進(jìn)行設(shè)定。當(dāng)實(shí)際的用水量超出設(shè)定的總用水量的閾值之后,系統(tǒng)將出現(xiàn)聲光報(bào)警,然后單片機(jī)控制程序啟動(dòng)電磁閥關(guān)閉供水口。系統(tǒng)整體流程圖如下圖4.2所示。開始開始業(yè)否總用水量是否超出閾值是結(jié)束5實(shí)物展示圖5.1是焊接完成的實(shí)物圖。由STC89C52單片機(jī)、水流量傳感器、溫度傳感器、繼電器、LCD1602液晶顯示、按鍵、蜂鳴器及電源組成。圖5.2是整體實(shí)物圖,顯示屏第一排顯示的是當(dāng)前水流速及溫度,第二排顯示的是水流量及設(shè)定的閾值,累積流量低于設(shè)置流量,繼電器閉合。向霍爾渦輪傳感器吹氣模擬水流過渦輪帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn),當(dāng)流量未達(dá)到閾值時(shí),智能水表處于正常工作狀態(tài),如圖5.3所示。向霍爾渦輪傳感器吹氣模擬水流過渦輪帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn),當(dāng)流量達(dá)到閾值,蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào),繼電器斷開,如圖5.4所示。[4]石英春,王巍.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能水表裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].儀表技術(shù),2020(01):22-24+30.[6]劉華亮,孫健,鄒燾,陳敏杰.基于NB-loT的智能水表終端系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[J].電子世[7]楊哲,楊新星.一種帶有蓄電功能的智能水表設(shè)計(jì)[J].南方農(nóng)機(jī),2020,51(12):139-140.版),2020,15(02):72-74+84.[10]郭娜.智能水表管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].山東:山東大學(xué),2020.[11]張亞雄.智能IC卡水表發(fā)展前景及相關(guān)問題分析[D].浙江:中國計(jì)量大學(xué),2011,3(8):75.[12]王祁.智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2009.[13]凌志浩.智能儀表原理與設(shè)計(jì)技術(shù)(第二版)[M].上海:華東理工大學(xué)出版社,2008.[15]王宗輝.智能水表技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J].儀表技術(shù).2014,6(8):45.[16]葛曼倩.IC卡電能表應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J].消費(fèi)導(dǎo)刊,2012.6(2):12.[17]CarmichaelR.,GrossR.,HannaR.,RhodCluster:AcceleratingUKresidentialconsumerengagementwithtime-of-usetarifvehiclesandsmartmet

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