远程水位检测系统的研究_通信工程.doc

摘要：在工农业生产过程中经常需要对水位进行测量和控制．但是，在一般的情况下需要测量的水池或水塔和控制室都有相当长的距离，常常需要架设上百到近千米的输电和控制线路，十分麻烦和费用大．给测量和控制带来了极大的不方便．本文设计了一种利用单片机的无线测量和显示系统．不需要架设电缆，实现了水位的远程监测．

本文首先概述了远程水位检测系统的意义及其应用前景，对比了国内外发展的情况，提出了远程水位检测系统的总体构建思路，将基于单片机的水位检测系统作为重点研究对象，分别从硬件和软件两个方面进行设计．硬件部分主要由水位采集、数据处理和无线通信等部分组成，水位采集部分利用超声波水位传感器进行模拟信号采集，数据处理部分采用C8051F单片机接收到超声波传感器水位数据进行处理，采集的信号通过串行接口送入单片机由LCD1062进行现场显示，并通过nRF24L01进行远程传输，位于远处的上位机部分进行数据接收并显示．软件部分是串口通信程序和单片机控制程序．最后探讨了MCGS组态软件设计上位机的思路及具体设计方法． 

关键词：单片机；远程检测；水位；串口通信

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 课题研究的背景及意义-1

1.2 国内外研究现状-1

1.3 论文研究内容-1

第2章 方案设计及比较-3

2.1 系统方案分析-3

2.1.1 水位测量方式选择-3

2.1.2 通信方式的选择-3

2.1.3 显示模块的选择-3

2. 2 系统总体方案设计-4

第3章 远程水位检测硬件设计-5

3.1 单片机最小系统-5

3.1.1 C8051F系列单片机-5

3.1.2 复位电路-6

3.1.3 时钟电路-6

3.2 水位测量传感器模块-7

3.3 电源模块-8

3.4 无线传输模块-9

3.4.1 nRF24L01主要特性-9

3.4.2 引脚功能及描述-9

3.5 显示模块-10

3.6 串口通信模块-12

第4章 远程水位检测软件设计-13

4.1 主程序设计-13

4.2 子程序设计-15

4.2.1 数据采集子程序-15

4.2.2 无线发射子程序-16

4.2.3 无线接收子程序-17

4.3 MCGS组态软件开发上位机软件-17

4.3.1 MCGS组态软件概述-17

4.3.2 MCGS组态画面-18

4.3.3 水位控制工程中数据对象的设置-19

4.3.4 水位控制工程中动画连接-19

4.4 MCGS组态软件与单片机的连接-20

4.4.1 通信协议和数据格式-20

4.4.2 串口操作函数-21

第5章 结论与展望-23

5.1 结论-23

5.2 不足之处及未来展望-23

参考文献-24

致谢-25

附录 电路原理图-26