城市河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、2013屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計說明書 題 目: 城市河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 院系名稱： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 目 錄1 引言11.1 課題研究的背景和意義11.2 超聲波水位監(jiān)測技術(shù)的研究現(xiàn)狀21.3 研究的主要內(nèi)容32 系統(tǒng)方案設(shè)計43 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計63.1 單片機最小系統(tǒng)63.2 超聲波發(fā)射電路73.3 超聲波接收電路83.4 數(shù)碼管顯示電路103.5 報警電路113.6 串行通信電路113.7 無線通信電路133.8 電源電路設(shè)計144 軟件設(shè)計154.1 主程序模塊154.2 數(shù)據(jù)采集處理模塊164.3 顯示程序模塊164.4 通信程序模塊174.5 PC機監(jiān)

2、測模塊18結(jié) 論20致 謝21參 考 文 獻22附錄A24附錄B251 引言1.1 課題研究的背景和意義 1.1.1 研究背景 隨著社會的不斷發(fā)展，社會生產(chǎn)力水平的不斷提高，大量的農(nóng)村剩余人口涌進城市，導(dǎo)致城市人口的急劇增長，許多城市的人口密度也不斷攀升，這些對城市的現(xiàn)代化建設(shè)提出了更嚴(yán)峻的要求，其中城市河道的治理與維護更顯得尤為重要。一座城市，不僅作為一個地區(qū)的政治中心，更是作為經(jīng)濟、文化和科技中心，其單位土地的價值是非常高的。然而快速的城市化發(fā)展使得相應(yīng)的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)跟不上來，尤其是城市河道的建設(shè)與治理。城市化的進程已經(jīng)改變了城市附近區(qū)域的徑流條件，當(dāng)該地區(qū)遇到暴雨時，徑流總量猛然增大

3、，洪峰流量增加，很容易引起城市洪澇問題。而又因為許多城市發(fā)展過快，城市河道基礎(chǔ)設(shè)施不完善，防洪基礎(chǔ)十分薄弱，是城市河道水位急劇增高，導(dǎo)致河道水溢出，造成嚴(yán)重的城市洪澇問題，更甚會直接威脅到廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全。因此，對城市河道水位進行實時監(jiān)測是十分重要的。近些年來，對河道水位進行實時、準(zhǔn)確的監(jiān)測越來越受到廣大人民群眾的重視。然而要建立一個穩(wěn)定的、可靠地、準(zhǔn)確的城市河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，就必須要解決由人工監(jiān)測向自動化監(jiān)測的轉(zhuǎn)變，使用新科技來進行設(shè)計。1.1.2 研究意義截至目前我國對河道水位的監(jiān)測大部分區(qū)域仍舊處在人工定時測量的層次上，比如說使用電表、測鐘、測繩等半自動測量工具。這些測量方

4、法不僅會耗費許多人力和物力資源，而且很容易造成很大的人為誤差。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，隨著對社會勞動成本的不斷增長，傳統(tǒng)的測量方法在許多領(lǐng)域已經(jīng)不能滿足人們的要求，例如本課題所要求的對水位進行實時遠(yuǎn)程監(jiān)測，傳統(tǒng)的測量方法已經(jīng)無法達到課題的要求。本課題所使用的超聲波非接觸式測量方法，就可以很容易的去解決許多傳統(tǒng)方法所達解決不了的問題。隨著人們對單片機的研究與開發(fā)，使得基于單片機來完成的好多技術(shù)都得到了廣泛的發(fā)展與完善，比如本課題所采用的超聲波測距技術(shù)。再結(jié)合單片機上的各個優(yōu)點，使得該技術(shù)較容易地得到非常廣泛的實際應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)測的技術(shù)也被廣泛應(yīng)用到了各行各業(yè)，各個領(lǐng)域。本課

5、題所設(shè)計的河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)使用的是基于GSM模塊的新型遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分地利用了GSM無線通信模塊的功能，可以自動、快捷、實時、準(zhǔn)確的實現(xiàn)城市河道水位的遠(yuǎn)程監(jiān)測，也可以同時實現(xiàn)無人看守，從而節(jié)省了大量的人力與物力資源。本課題綜合運用了以上的多種技術(shù)，并詳細(xì)闡述了基于GSM無線通信模塊的超聲波河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的基本原理和具體實現(xiàn)方法。城市河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)在避免了傳統(tǒng)監(jiān)測不足的同時，還具有實時、準(zhǔn)確和快捷等眾多優(yōu)點，是十分不錯的。經(jīng)無線通訊將監(jiān)測到的城市河道水位數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機，通過與以往測量記錄的數(shù)據(jù)進行比較分析，經(jīng)過合理的推測，可以大致的預(yù)測出下年的城市河道水位情況，這樣的話

6、，就可以相對準(zhǔn)確的提前制定下年的城市河道水位管理措施。1.2 超聲波水位監(jiān)測技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.2.1 超聲波測距研究現(xiàn)狀 自上世紀(jì)60年代以來，人們對超聲波測量技術(shù)就已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。近幾年來，隨著自動化測量技術(shù)和控制工程的蓬勃發(fā)展，尤其是計算機控制技術(shù)的迅速發(fā)展，使得人們對超聲波測量技術(shù)的研究更加深入，更加廣泛，同時也為超聲波測量技術(shù)的實際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。使用超聲波技術(shù)進行水位測量在國內(nèi)外的技術(shù)研究中已經(jīng)有很長的發(fā)展歷史了?，F(xiàn)在，國內(nèi)超聲波技術(shù)的發(fā)展也在日趨成熟，與國外先進測量技術(shù)相比，目前國內(nèi)的測量精度還有待提高。影響超聲波測量精度的除了傳感器的制作方面的技術(shù)之外，還有發(fā)射電路和接收電

7、路的性能和測量誤差的修正技術(shù)。然而隨著國內(nèi)先進技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波測量技術(shù)的精度也在人們的研究下一點一點提高，所使用的范圍也在進一步的擴大。現(xiàn)在該技術(shù)不僅用于野外河流環(huán)境的不同指標(biāo)的監(jiān)測，還用于工業(yè)環(huán)節(jié)中液位的監(jiān)測。1.2.2 研究監(jiān)測系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀本課題的遠(yuǎn)程監(jiān)測部分用的是GSM無線通信模塊。一般來說，遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)采用接入互聯(lián)網(wǎng)或者企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)兩種方式來實現(xiàn)。目前，這兩種遠(yuǎn)程監(jiān)測方法已經(jīng)在視頻會議、遠(yuǎn)程加工和遠(yuǎn)程診斷等領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用。但是這兩種遠(yuǎn)程監(jiān)測方式一般是以時間進行收費，或者是租用或架設(shè)專線，這導(dǎo)致成本過高。本課題的無線通信模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量并不大，而且需要長時間保持遠(yuǎn)程通信狀

8、態(tài)，如果用這兩種通信的任意一種，都是很不合適的。因此針對本課題中系統(tǒng)對通信模塊所提出的要求，綜合考慮，最終選用GSM遠(yuǎn)程通信方式來實現(xiàn)對河道水位的實時監(jiān)測。GSM遠(yuǎn)程通信方式的優(yōu)點很多，費用廉價、通信穩(wěn)定、可靠性強、安裝十分靈活，此通信方式在遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。1.3 課題研究的主要內(nèi)容本課題所研究的城市河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)主要包括以下幾方面的內(nèi)容： (1) 水位數(shù)據(jù)采集：能夠自動監(jiān)測河道水位，可以對河道水位進行實時監(jiān)測。 (2) 水位數(shù)據(jù)分析和顯示：測得的數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后傳給單片機，然后單片機對這些數(shù)據(jù)分析，將河道實時水位數(shù)據(jù)傳送到LED和報警器，分別進行數(shù)據(jù)的顯示和報警。 (

9、3) 水位數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信：通過GSM模塊來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信，把現(xiàn)場測得的實時河道水位數(shù)據(jù)通過GSM模塊傳送到PC機，通過組態(tài)王軟件對河道水位進行實時顯示。2 系統(tǒng)方案設(shè)計本課題所設(shè)計的河道水位監(jiān)測系統(tǒng)分為兩大部分：一是測量站部分，另外一個是上位機部分。這兩個部分通過GSM無線通訊模塊連接在一起。測量站部分以單片機作為該部分的核心，另外再對超聲波傳感模塊、顯示模塊、報警模塊與通信模塊所構(gòu)成的外圍電路進行完善，以達到對城市河道水位的測量的目的。上位機部分使用PC機，測量站測量的的數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)測站的GSM模塊，然后通過串行通信接口傳輸給PC機。使用PC機上的組態(tài)軟件建立虛擬串口設(shè)備

10、，對傳送到PC機的數(shù)據(jù)進行接收，然后對數(shù)據(jù)進行處理分析后，將河道水位實時顯示在屏幕上。該系統(tǒng)通過對城市河道水位進行實時監(jiān)測，來進行對城市河道水位情況的記錄與分析。城市河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)主要由以下部分組成：超聲波測量部分、聲光報警部分、LED數(shù)據(jù)顯示部分、單片機部分、GSM無線通信模塊部分、串行接口部分、PC機部分。該系統(tǒng)部分硬件模塊基本情況如下： （1） 單片機部分該系統(tǒng)的主控制器部分選用STC12C5A08S2單片機。該單片機是8051系列單片機中相對來說綜合性能比較不錯的一款單片機，它擁有非常高的處理速度，不僅能夠兼容8051指令系統(tǒng)，更重要的是其功耗比原來的51單片機要低很多，能夠大幅

11、度提高該系統(tǒng)的工作效率。 （2） 超聲波測量模塊本課題測量部分用超聲波傳感器對河道水位情況進行測量。水位的測量方式一般分為兩大類：接觸式與非接觸式。該系統(tǒng)中使用的是非接觸式測量的典范-超聲波測量。超聲波測量和其他測量方法相比，具有許多優(yōu)點，比如精度高、適用性強、使用方便等優(yōu)點。在使用超聲波傳感器對河道水位進行測量時，由單片機控制某個端口輸出信號經(jīng)發(fā)射電路發(fā)出超聲波，這時由超聲波接收電路接收反射回來的超聲波信號，在對測量的數(shù)據(jù)進行計算處理，就可以很容易地得出河道水位實時數(shù)據(jù)。 （3） 通訊控制模塊測量站和監(jiān)測站之間使用無線通訊模塊來實現(xiàn)連接。測量站的無線通信模塊將系統(tǒng)采集處理過的信息，通過GSM

12、網(wǎng)絡(luò)，以短信的方式發(fā)送到監(jiān)測站的通信模塊，監(jiān)測站的通信模塊經(jīng)串行通信接口電路送給PC機，通信模塊所傳送的信息經(jīng)過PC機的處理，可以對河道水位的具體情況進行實時顯示，并對河道水位數(shù)據(jù)做好歷史記錄。 （4）數(shù)據(jù)顯示模塊測量點的河道水位數(shù)據(jù)可以通過顯示模塊來進行實時的顯示。一般系 統(tǒng)的 顯示 方案有 兩種：一種是 LC D顯示 屏，另一 種是L ED數(shù) 碼管。該系統(tǒng)使用LED數(shù)碼管顯示，共 使 用四位 七 段數(shù) 碼管。數(shù)碼 管和LCD顯 示屏相比，具有 更高的亮 度、能更清楚 顯示數(shù)據(jù)的 特點。在該設(shè)計中四 位數(shù)碼管以 共陽極方式連 接，用74LS245來連接數(shù)碼管與控制器之間的總線 接口。最終通過

13、LE D數(shù)碼管對 河道的水位情況進行實時顯示。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖2.1。圖2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計3.1 單片機最小系統(tǒng)第一臺單片機于20 世紀(jì)70年 代被生產(chǎn) 出來，由存 儲器、運 算器、 控 制器 和輸 入輸 出設(shè)備 組成。經(jīng) 過這 么多年 的開 發(fā)與 完善 ，使它 具有了 體積 小、質(zhì)量 輕、價 格便 宜、有利于 學(xué)習(xí)和 開發(fā) 的各 個優(yōu) 點。發(fā)展 到現(xiàn)在國 內(nèi)外單 片機的 應(yīng)用 領(lǐng)域 已經(jīng)變得十分廣泛，其中包括水位測量領(lǐng)域。本課題所用到 的是 宏 晶 公司 生產(chǎn)的ST C系 列單片機。它有很多優(yōu)點，比如說， 加密性比 較強、很難解密 或者破解、超強抗干擾能力、超低

14、功耗。這一系列的優(yōu)點使得STC 系列單片機得到了廣泛的應(yīng)用。單片機最小系統(tǒng)一般包含三部分：單片 機部分、復(fù)位電 路和 晶振電 路。STC12C5A08S2單片機的最 小系統(tǒng) 如圖3.1所示。圖3.1 STC12C5A08S2單片機的最小系統(tǒng) 3.1.1 復(fù)位電路圖3.2 復(fù)位電路要實現(xiàn) 單片機的復(fù)位，其 實是在其RE SET管 腳上保 持 一定時間的 高電 平，單片機檢 測道 該電平的持 續(xù)時間 如果大于它要 求的 時間就 會自 動復(fù) 位。當(dāng) 電路 接上電源瞬間，電容 相當(dāng)于 短路，單片 機RESET管腳接收到高 電平后 自動 復(fù)位。如 果想手動 復(fù)位，則只需按下 復(fù)位 鍵，單片機也可進行復(fù)位

15、 。3.1.2 晶振電路圖3.3 晶振電路晶振 電路又被稱為時 鐘 電 路，內(nèi)部 時鐘 方式和 外部 時鐘 方式 是 單片機 的時 鐘產(chǎn)生的 兩種 方法。其中內(nèi)部 時鐘方式 是 利用單 片機 芯片 內(nèi)的振 蕩器，在XT AL1和XTAL2兩端 跨接晶 體或者陶 瓷諧振 器，這樣 就可以構(gòu) 成比 較穩(wěn)定的 自激 振蕩 器，它可 以 直接 把脈沖 送到內(nèi) 部時 鐘 電路。為了減 少寄生 電容，使振 蕩器更加穩(wěn) 定的工作， 這就要求 振蕩器和 電容盡可 能的接近 芯 片，。3.2 超聲波發(fā)射電路超聲波發(fā) 射探頭和超聲波 振蕩器組成 了超聲 波發(fā)射 電路，如圖3.4所示。圖3.4 超聲波發(fā)射電路只有在

16、 超聲波振 蕩器外接電路的兩端 形 成 振蕩，才能使超聲波發(fā)射器 的 發(fā) 射探頭發(fā)射超聲波。要 實 現(xiàn)在單片機的端口 P1.0能輸出40kHz的方波 信號，就必須通過單 片機的T0定 時器才可以，通過雙路反相器的 處理，可在超聲波振蕩器的外 接 電路兩端形成所需要的振蕩 ， 于 是發(fā)射 探頭就可以發(fā)射超 聲 波。3.3 超聲波接收電路 超聲 波 接 收 電 路將接收到的換能器輸出的 微弱信號，進行濾波、放 大、檢波、整形，經(jīng) 過 一 系列處理之后可以 得到幅值比較大的電信號。接收 電路的選擇有 兩種：第一種 是使用傳統(tǒng)的濾波、放大、 檢波、整形電路，第二種是 使用新型的專用集成 電 路。該系統(tǒng)

17、使用第二 種，其和第一種相比較，具有 簡單方便明了的特 點。本課題用的C X20106A芯片是SO NY公 司生產(chǎn)的紅外遙控接 收芯片 。 3.3.1 CX20106A芯片（1） CX20106A芯片引腳圖如圖3.5所示。圖3.5 CX20106A引腳圖（2）引腳說明如表3.1所示。 表3.1 CX20106A引腳說明3.3.2 超聲波接收電路 接收電路如圖3.6所示。 圖3.6 CX20106A超聲波接收電路 此電路 圖是利用紅 外 遙控接收芯片CX201 06A來接收處理超 聲波的 典 型電路。如圖3. 6所示，超 聲波接收傳感器把 接收到的超聲波轉(zhuǎn) 化 為微弱的電信 號，然后CX201

18、06A芯片對 其信號進行 放大、整形后，可以 通過CX20106A芯片 的7號引腳輸出 負(fù) 脈沖信 號到單片機的中斷口P 3.2，使單片機產(chǎn) 生中斷。3.4 數(shù)碼管顯示電路數(shù)碼管一般分為 共陰 極數(shù)碼管和共陽 極 數(shù)碼管 。在該系統(tǒng)中 L ED顯示部分使用的 是 共陽極數(shù)碼管 ，其的編碼如 表 3.2所示。表3.2 共陽極數(shù)碼管編碼顯示值01234567編碼 0xc0 0xf9 0xa4 0xb0 0x99 0x92 0x82 0xf8顯示值89abcdef編碼 0x80 0x90 0x88 0x83 0xc6 0xa1 0x86 0x8e動態(tài)顯示實時 的水位是本系統(tǒng) 的一個要求，所以在LED

19、 顯示電路 中，需要將數(shù)碼管a，b，c，d，e，f，g，dp端連接在一起再與單片機的P0口相連。四個公共端作為 數(shù)碼管的選通 信號，分別 通過單片 機端口P 2.0P2.3來 控制。顯 示電路如 圖3.7所示。 圖3.7 數(shù)碼管顯示電路如圖3.7所示，由三 極管Q1Q4 來控制的數(shù)碼 管的四個 公共端 ，因為 所用的數(shù)碼 管為共陽極 數(shù)碼管，所以是 低電平驅(qū)動， 也就是說 當(dāng)三極 管的基極 為 低電平時三極管 就會導(dǎo)通，這樣與 之相對應(yīng) 的數(shù) 碼管就會與電 源V CC連通 ，就可 以通過段碼 來顯 示相應(yīng)的數(shù) 字。R15是8個限流 電阻，與單 片機相連的74LS245可 以用來直 接驅(qū)動數(shù) 碼

20、 管。3.5 報警電路報警 電路結(jié)構(gòu)十 分簡單， 本系統(tǒng)所使用的 是比較普通 的電路， 電路中所 選用的9012型號 的PNP三極管 ，其作用就是為了確保 單 片機低電 平就可以驅(qū) 動，一個 阻值為510K的 電阻與發(fā)光 二極管LE D相串聯(lián)，其 目的是為了 保護L ED，在其發(fā)光時 使通過它 的電流 不會 高于10mA。當(dāng)超聲 波傳感 器測得距 離低于1 0cm的 信號送給單 片機時，端 口P2.7輸出 低電平， 三極管導(dǎo)通， 會使 發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光，同時 導(dǎo)致SPEAKER發(fā)出報 警聲。報警 電路如 圖3.8所示。圖3.8 報警電路3.6 串行通信電路 RS-23 2串行通信接 口

21、在本系統(tǒng)中用 于單片機 與PC機 之間的通信 接口。 單 片機輸出的是TTL 電平，要想使 單片機與PC機之間能 夠進行通信 ，必須 使用RS-232串行 接口電路 進行電平轉(zhuǎn) 換。本系統(tǒng)所 采用 的電平轉(zhuǎn) 換芯 片是最常 用的MAX2 32。MAX232的引腳圖如 圖3.9所示，DB-9 連接器引 腳如圖 3.10所示。 圖3.9 MAX232引腳圖 圖3.10 DB-9類型的連接器DB-9連 接器管腳說明如表 3.3所示。表3.3 DB-9連接器管腳說明 RS-232接口電 路如圖3.11所 示。 圖3.11 RS-232的接口電路3.7 無線通信電路本系統(tǒng)的無 線遠(yuǎn)程通信功能是 通過用T

22、C35i模 塊來實現(xiàn)的，當(dāng)單 片機接收到傳感器的 模擬信號并將其 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送給TC35i模塊，然后由 現(xiàn)場測 量站的TC35i模塊將這個 信息通過GSM 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 給控制中心的 TC35i，然后再通 知控制 中心的PC機進行 讀取。這就要求 TC35i模 塊要具 有很 高的穩(wěn)定 性和 兼容 性，能 夠及時將信息發(fā)送給控 制中心并 接收 控制中心發(fā) 過來的信息。3.7.1 測量站的無線通信電路 單片機 將接收到的 傳感器 模擬信號轉(zhuǎn)換成 數(shù)字 信號，通過連接 在單片 機上的TC35i模 塊來實現(xiàn)和 PC機的通信 。TC35i模塊 與單片 機的連接圖如 圖3.12所 示。圖3.12 TC3

23、5i模塊與單片機連接圖3.7.2 監(jiān)測站的無線通信電路 單片機上的 無線通 信模塊TC35i把轉(zhuǎn)換過 的傳感器測量信號通 過GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸給 PC機連接的的TC35i模塊，然后通過 MAX232串行通信接 口傳 輸給PC機，經(jīng)PC及對數(shù) 據(jù)進行處理，利用組態(tài)王軟件實 時顯示河道的 水位情況。PC機與TC35i模 塊的連接如圖 3.13所示。圖3.13 TC35i模塊與PC機連接圖3.8 電源電路設(shè)計電源電路如圖3.14所示。 圖3.14 電源電路 本系統(tǒng)中除了TC 35i模塊是使用+3.3V電源外，其余部分的模塊都使用的是+5V電源，圖3.14中 使 用的 分別是是7 805和LM1117-3

24、.3穩(wěn)壓管 ，用來輸出 穩(wěn)定的+5 V電壓和3.3V電壓。4 軟件設(shè)計4.1 主程序模塊 將系統(tǒng)電路 通上電，同時單片 機自動復(fù)位。同時開 始初始化單片機 的系統(tǒng)，硬件 連接部分可以 看出P0口與P2.3 P2.6控制系 統(tǒng)的LE D顯示模塊，將其 設(shè)置為 輸出口，LED顯示初始化。 然后初始 化第二串口所連 接的TC35i芯片， 開定時器 中斷同時發(fā)射超聲波， 等到接收到超聲波 返回信號后響應(yīng) 外部中斷，然后將 計算過的測量 結(jié)果用LED顯示出來，并將數(shù)據(jù) 用無線通信模 塊發(fā)送給 PC機。圖4.1 主 程序流程4.2 數(shù)據(jù)采集處理模塊 超聲波傳 感器所發(fā)射的的 超聲波信號 在返回之后開始外

25、部中斷處理，系統(tǒng) 通過對兩個外部 中斷的檢測并判斷 是哪個中斷 ，記錄下定 時器的時間。通過 對測量的信號進行 計算可以得出實時 河道水位數(shù)據(jù) 。數(shù)據(jù)采 集處理 模塊的程序 流程圖如圖 4.2所示。圖4.2 數(shù)據(jù)采集處理4.3 顯示程序模塊 單片機處理的數(shù) 據(jù)經(jīng)系統(tǒng)發(fā)送 到顯示模塊 的顯示 緩沖區(qū)，使數(shù)據(jù) 在LED上從左到右 一 位一位的顯示出來，每一位顯示 后延時10ms，看上去 是連續(xù) 顯示的。顯 示模塊的程序流程 圖如圖4.3所示。 圖4.3 顯示程序流程圖 4.4 通信程序模塊 對通信模 塊TC35i進行初始化 之后，使其準(zhǔn)備 接受PC機發(fā) 送的信息 ，接受 完P(guān)C機所發(fā)的 信息之后，

26、將信 息傳輸給單片機，單 片機將信 息進行讀取，當(dāng) 需要回復(fù)信 息時，單片機將回復(fù)的信 息內(nèi)容發(fā)送給 通信模塊TC35i，然后 信息經(jīng)TC35i模塊再 發(fā)送給PC機實現(xiàn) 遠(yuǎn)程通信。當(dāng)通信模塊TC35i在不發(fā)送信 息時會一直處于等 待狀態(tài)。程序流程 圖如圖 4.4所示。圖4.4 通信程序流程圖4.5 PC機監(jiān)測模塊 測量站 的數(shù)據(jù)信息通過測 量站的無線通 信模塊進行發(fā) 送，由監(jiān)測站的T C35i模塊進 行接收，經(jīng)串行通 信接口將收到的數(shù)據(jù) 傳送給PC機。 使用PC機上的組態(tài)軟 件做一個監(jiān)測畫面，并建 立虛擬串口設(shè)備，對 傳送到PC機的數(shù)據(jù) 進行接收，然 后對數(shù)據(jù)進行處理分 析后，將數(shù)據(jù)實時 顯示

27、在屏 幕上。監(jiān)測 站的PC機組 態(tài)監(jiān)測畫面如圖4. 5所示。 圖4.5 監(jiān)測站的組態(tài)監(jiān)測畫面結(jié) 論本次課題設(shè)計的城市河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)主要內(nèi)容有：利用超聲波傳感器發(fā)送和接收超聲波，通過對時間差的測量，可以算出超聲波傳感器與河道水面的距離，進而算出河道水位的高度。將單片機計算處理過的河道水位數(shù)據(jù)經(jīng)端口送給顯示模塊，通過LED可以直接的顯示出河道水位的高度，同時單片機將處理后的數(shù)據(jù)送到到報警模塊，以決定是否報警。單片機處理過的數(shù)據(jù)通過GSM無線通信模塊送給上位機，通過組態(tài)軟件實現(xiàn)實時的監(jiān)測。本課題的目的的要求十分明確，但是要完全的實現(xiàn)不是特別容易的。由于城市河道水位測量的環(huán)境是在室外，周圍環(huán)境指

28、標(biāo)變化略大。而測量部分的超聲波傳播速度是受外界環(huán)境影響的，因此在實際操作實施當(dāng)中，所測得的數(shù)據(jù)肯定會有一定的誤差。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不是非常的可靠。系統(tǒng)的測量站部分長期處在室外的環(huán)境當(dāng)中，雖然室外環(huán)境中的大量干擾源不至于使該系統(tǒng)的硬件受到損傷，但是有可能會導(dǎo)致該系統(tǒng)的不正常運作，因此，系統(tǒng)的抗干擾性還需要得到進一步的提高。本課題從原理上基本上完成了城市河道水位遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計。雖然我所設(shè)計的系統(tǒng)還存在一些問題，但在這兩三個月的親手實踐當(dāng)中，又學(xué)到了許多新知識，并且對舊的知識做了又一次的鞏固，很大程度上提高了自己。致 謝 隨著畢業(yè)設(shè)計的完成，我的四年大學(xué)也接近了尾聲，也即將離開校園去工作了。

29、在大四下半學(xué)期的兩三個月里，我將我的這份畢業(yè)設(shè)計一直作為自己最重要的工作，時時刻刻的要求自己必須認(rèn)認(rèn)真真的完成。經(jīng)過這半年的努力，我終于完成了我的畢業(yè)設(shè)計。在這期間，我不僅僅獲得了大量的知識，同時也獲得了一種鍥而不舍的精神，獲得了一種認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我在知識和精神上都收獲頗多。知識上，我對自己大學(xué)四年所學(xué)習(xí)的課程進行了有史以來最系統(tǒng)、最完整的復(fù)習(xí)。通過在校圖書館這個寶庫里查閱的大量的專業(yè)資料之后，是自己的知識更加的豐富；通過在網(wǎng)絡(luò)上搜尋查看與我論文相關(guān)的文獻，使我的視野更加開闊。精神上，在做自己畢業(yè)論文期間，遇到了大大小小許多困難，在輔導(dǎo)老師熊老師的幫助下，在同學(xué)們的鼓勵下

30、，我克服了種種困難，堅持不懈地一直在做自己的畢業(yè)設(shè)計；在做畢業(yè)設(shè)計之中，也曾產(chǎn)生過懈怠的心理，在熊老師的諄諄教導(dǎo)下，我克服了攜帶的心理，努力完成自己的畢業(yè)設(shè)計。在做畢業(yè)設(shè)計整個過程當(dāng)中，我最感謝的就是我的指導(dǎo)老師熊新民老師。他在指導(dǎo)我們做畢業(yè)設(shè)計的同時，培養(yǎng)了我們獨立思考的能力，并且端正了我們對待畢業(yè)設(shè)計的態(tài)度。我清楚地記得每當(dāng)我的畢業(yè)設(shè)計上遇到困難去請教熊老師時，他都會非常耐心的來對問題進行剖析，最終清楚明白的對我的問題作出回答。另外，在整個畢業(yè)設(shè)計中，我的同學(xué)也給予了我非常大的幫助。在遇到難以解決的問題時，大家坐在一起討論學(xué)習(xí)，在這期間不僅增長了我的專業(yè)知識，而且增進了我們同學(xué)間的友誼。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)到了大量的專業(yè)知識，鞏固了學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了自己的動手實踐能力，培養(yǎng)了自己堅持不懈的精神，與老師與同學(xué)之間培養(yǎng)了深厚的友誼，使我得到了很大的進步。最后再次感謝在畢業(yè)設(shè)計中給予我大量幫助的熊老師以及同學(xué)們，在以后的生活中，我會保持這種狀態(tài)，會更加的努力。參 考 文 獻1 陳杰，黃鴻. 傳感器與檢測技術(shù)M .高等教育出版社. 20022 胡偉，季曉衡. 單片機C程序設(shè)計及應(yīng)用實例M .人民郵電出版社. 20033 呂俊芳. 傳感器接口與檢測儀器電路M .北京航空航天大學(xué)