基于超声波传感器的水位自动控制系统研究

软件部分主要是利用51 系列单片机作控制器，传感器输出电压进行采样，将采样值与设定值比较，单片机对电磁阀控制来调节液位，主机通过485 通讯给分机设定数值，分机控制器对分机液位进行控制。软件部分包括ICL7135 采样部分、485 通讯部分、数字处理部分、显示部分、键盘部分等。为了避免在传感器移动造成测量数据不准确，特别增加了调零功能，进一步提高了系统的准确性。主程序流程图如图4 所示。

图4 主程序流程图

4 实验结果及分析

需要的测试设备有4 位1/2 高精度数字万用表、刻度尺、100M 双踪数字示波器。测试结果如表4-1 所示。

表4-1 测试数据

由以上数据我们可以看出，系统的各个检测单元的测试数据精度很高、液晶显示值和测量值与设定值非常接近，与传感器输出电压成线性关系，与重量也成一定的比例关系，这与硬件的选择及其参数的匹配以及软件控制算法的选择是不可分割的。

5 设计总结

本设计在硬件上，使用S18UUA超声波传感器，ICL7135 等高精度芯片和仪器进行液位测量，使所测量的液位精度远高于液位误差不超过±0.3cm 的要求。此外，本设计还应用了MAX485 通讯，OCM4X8C 液晶显示LCD 等芯片和元件，使设计更符合实际应用的要求，也相应的降低了软件设计的难度。在软件上，采用规范化的编程方法，有效的减少了程序所需要的存储空间。目前本课题主要用于地下水位的检测，项目经济效益接近15 万元。

本文作者创新点：

（1）采用超声波传感器进行测量，提高了系统精度。
（2）主站能测量并显示主站自己和任何一个分站的液位高度、液体质量和阀的状态。
（3）主站能设定自己的入水阀和出水阀状态。
（4）分站能显示该分站的液位高度，液体重量，显示和设定入水阀出水阀状态。