摘要:如今我國水庫水位監測設備的建設與發達國家相比還存在一定差距，目前的水位監測儀器主要有浮筒式水位儀、壓力傳感器式水位儀、超聲波式水位儀等，但這些儀器大都存在不能實現自動化實時監控、設備昂貴或者操作復雜繁瑣等問題。針對目前我國水位監測設備的現狀，本文設計了一款可以實現遠程實時監控水位并自動報警的水庫水位監測系統。

本次設計的水位監測系統以51單片機為核心處理單元，包括水位采集終端節點以及監控中心兩部分。水位采集終端節點由單片機、A/D轉換、水位傳感器和GSM模塊組成，其中A/D采用TLC2543，水位傳感器采用HM21液位變送器，水位采集終端節點將采集到的水位數據通過GSM模塊遠程發送給監控中心；監控中心由單片機、液晶顯示、時鐘芯片、GSM接收模塊組成，其中液晶顯示采用LCD1602，時鐘芯片采用DS1302，監控中心接收水位采集終端節點發送的信息，反饋水位的數值通過液晶顯示屏進行顯示，超過預設水位的最值時實現報警，同時通過按鍵可以設置水位報警范圍。

本設計實現了水位測量的遠程傳輸，水文測量人員不再需要近距離對水位進行實地實時測量，測量人員只需要在監控室就能實現對水位的實時采集，同時系統設置了高低水位報警閥值，測量人員不用時時關注測量信息，實現了水位自動報警。

關鍵字：水位監測；單片機；TLC2543

目錄

摘要

Abstract

1 緒論-1

1.1設計的目的與意義-1

1.2設計研究現狀及發展趨勢-1

1.3課題的主要內容-2

2 水位監測系統設計-3

2.1設計方案的選擇-3

2.1.1 方案一-3

2.1.2 方案二-4

2.1.3 水庫水位監測系統的設計方案-4

2.2 水位監測傳感器的選擇-5

2.3 數據傳輸方式的選擇-6

3 水位監測系統硬件電路設計-9

3.1 水位監測節點設計-9

3.1.1 發送端單片機最小系統模塊-9

3.1.2 水位傳感器模塊-10

3.1.3 數據采集模塊-11

3.1.4 GSM發送模塊及串口發送模塊-13

3.2 監控中心設計-15

3.2.1 接收端最小單片機系統模塊-15

3.2.2 液晶顯示模塊-15

3.2.3 DS1302模塊-17

4 水位監測系統軟件設計-19

4.1 水位監測系統主程序設計-19

4.1.1 發射端主程序設計-19

4.1.2 A/D轉換子程序-19

4.1.3 GSM發送程序設計-21

4.2 接收端程序設計-23

4.2.1 接收端主程序設計-23

4.2.2 GSM接受程序設計-24

4.2.3 DS1302時鐘程序設計-25

5 水位監測系統仿真-27

5.1 Protues軟件調試-27

5.2 Proteus軟件仿真-27

5.3 Proteus軟件仿真結果-33

結    論-37