水位监测报警系统概要.doc

水位监测报警系统

第二届广西大学生电子设计竞赛（第一阶段）
柳州运输职业技术学院
第十组：黄伟钦、陆琨、蒋守胜
指导老师：万选明、梁德坚
水位监测报警器
摘要：本水位监测报警器使用5V低压直流电源（也可以用3节5号电池代替）就可以对5~15厘米的水位进行监测，用LED显示和数码管显示水位，并可以对不再此范围内的水位发出报警。主要采用CD4066、74LS86、74LS32、CD4511芯片，再加上数码管、蜂鸣器、发光二极管、电阻这些器件组成一个简单而灵敏的监测报警电路，操作简单，接通电源即可工作。因为大部分电路采用数字电路，所以本水位监测报警器还具有耗能低、准确性高的特点。
关键字：译码电路报警电路监测电路

Abstract:Thewaterlevelalarmmonitoringtheuseof5Vlow-voltageDCpower(canalsousethreebatteriesreplacedonthe5th)willbeableto5to15centimetersofwaterlevelmonitoring,withLEDdisplayanddigitaldisplayofwaterlevel,andthiscannolongerWithinthescopeofawaterlevelalarm.MainlyCD4066,74LS86,74LS32,CD4511chips,coupledwithdigitalcontrol,buzzer,light-emittingdiode,theresistanceofthesedevicescomposedofasimpleandsensitivemonitoringalarmcircuits.Becausethemajorityofcircuitsusingdigitalcircuitry,sothewaterlevelmonitoredalarmsystemalsohaslowenergyconsumption,highaccuracyofthecharacteristics.

Keyword:Decodingcircuitalarmcircuitmonitoringcircuit
前言
随着自动化技术的发展，自动化技术以深入到了各领域，为人们的生产生活带来了许多方便。水位的检测也可以用自动化来实现。大到可用于水库、湖泊、池塘水位的检测，小的可以用于鱼缸、锅炉水位的检测。我们针对我们设计的水位检测报警器的功能、原理、设计思路、调试等方面做了个系统的介绍。由于编者水平有限，差错在所难免，敬请读者批评指正。
总体方案
根据设计要求，本系统主要由水位信号模块、信号转换模块、发光管显示模块、数码管显示模块、报警模块、编码模块等模块构成。其系统方案框图如下图所示：

我们对其中的几个模块设计了不同的方案并进行了比较
（1）水位信号模块的选择
方案1：采用电容的原理，用两块平行的长方形铜板作为电极放在水中，可以通过检测两电极间的电信号可知水位的变化情况。优点：结构简单、水位分辨率可大大提高;缺点：容易受水质的影响产生误差，信号为模拟信号，不方便处理。
方案2：采用触点的方法，在每个水位点放置一个触点，当水到达该触点时就可得到一个信号。优点：灵敏度高、得出的时数字信号容易处理；缺点：分辨率不好提高，分辨率越高触点越多，越难编码。
考虑到分辨率要求不高和信号处理的难度，排除干扰因素，我们采用方案2。
（2）信号转换模块的选择
方案1:使用三极管把微弱的水位信号放大以驱动其他模块的工作。优点：成本低；缺点：工作不够稳定，使用数量多。
方案2：使用CD4066双向模拟开关，把微弱的水位信号引到CD4066的控制端，CD4066的输入端都接电源，这样就能把微弱的水位信号转换为稳定的电位信号。优点：工作稳定可靠，便于集成化;缺点：成本高。
信号转换模块的工作影响的各个模块的正常工作我们采用方案2。
（3）编码模块和数码显示模块的选择
方案1：使用2块8—3线编码器组合构成16—4的编码电路，再经过一个显示译码器直接驱动数码管显示。优点：电路结构简单；缺点：要编码的信号不够16个，造成浪费，显示译码器不好找。
方案2：使用异或门74LS86和或门74LS32组成一个特殊的编码电路对个位的数进行编码，当水位高于10厘米时，十厘米信号直接驱动十位数码管显示“1”，在经CD4511显示译码器驱动个位数码管显示。（详细个位编码见附录）优点：电路可靠，稳定;缺点:电路较复杂。
由于74LS86、74LS32、CD4511都是常用的芯片，因此我们采用了方案2.
工作原理

上面的仿真图中J1、J2相当于放置在水中的触点（已含下拉电阻），以获取不同水位的信号，将信号引到CD4066，CD4066芯片是一种