多功能液位和液体流速检测系统的设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

液位和液体流速检测就是指对容器内液体流动速度以及液体位置高低的一种测量，如今随着科技的发展，液位和液体流速测量遍布我们生活中的各种领域。例如：对于工业方面来说，有很多的企业需要测定盛装液体的容器中液体的位置，从而确定是否应该进行后续操作，企业的生产管理部门每天都要了解存储容器内液体的位置；对于水利方面，水电各部门需要测定水库或者航道中水流的位置以及水源的流速，从而确定水坝的高度以及承受力等等。由此可见，设计与实现多功能液位和液体流速的检测系统是十分有必要的。

液位的测量有两大类：连续测量以及位式测量，现在普遍使用的是位式测量，也就是检测液体的位置是不是达到了某一个特定数值的限度。国内外采用的液位测量的方法有以下几类：雷达液位传感器；超声波液位传感器；同位素/放射性液位传感器；电子类液位传感器；热学式液位计；光学液位计；液压类液位计。对于多功能液位和液体流速检测研究来说，国外的液位测量技术研究比较早，资金投入充足，因此发展比国内要好，目前国外的很多公司研制出了一系列智能化，精度比较高的测量体系以及产品，比如说美国的Milltronics公司研制出了一种采用非接触式超声波的传感器，这个系统可以测量液体流速以及液位差，该系统还启用了一种增强回声的软件程序来更好的实现效果。而我国由于历史的影响以及资金投入有限，多功能液体和液位流速检测技术比较落后，使得我国的液位测量技术和测量方法远远落后其他发达国家。

近年来我国的科技以及经济水平得到了很大的发展，还加大了对这方面研究的资金投入，再加上新检测原理以及微电子技术的发展和应用，使得我国液位与液体流速测量技术更加发展，仪器更加的智能化和小型化。但是由于测量仪器价格较高的原因，在各大企业以及各个需求行业很难推广，为此研制一种低成本、精度高、智能化的多功能液位和液体流速检测系统一直是各个专家人员考虑较多的一个课题。因此本次我的研究课题就是多功能液位和液体流速检测系统的设计与实现。

2. 研究的基本内容与方案

一、研究的基本内容和目标

多功能液位和液体流速检测系统可以用单片机作为其控制核心，研究过程中的核心模块有液位和液体流速信号采集模块、a/d转换电路模块、单片机的控制模块、led显示模块、报警模块、电源电路模块等六大模块。液位和液体流速信号采集模块进行液位和液体流动速度的数据收集，然后通过a/d转换模块将模拟量转变成数字量，送入到单片机中后，单片机控制模块进行处理，led模块是进行液位和液体的流速数据显示，报警模块是当液位和液体流速数据超过限度或者出现异常状况时发出报警，来通知工作人员及时处理，电源电路模块是为主控电路提供必需的电源。

二、拟采取方案及措施

本次设计采用at89c51单片机作为多功能液位和液体流速检测系统的控制核心，主要过程是由下位机采集信号，将液位以及流速检测到的模拟量通过a/d转换成数字量，送入单片机后利用单片机的中断功能，通过采集数据的上升沿以及下降沿实现多功能液位和液体流速系统的检测，通过通信电路将信号传输到上位机，上位机对下位机的信号进行巡回检测和显示，当液位低于设定下限值或者是液体流动的速度太低或太高时，上位机和相应的下位机同时发出声光报警，提醒有关人员进行及时的处理。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确所要研究内容，完成开题报告。

第4－7周：收集并整理相关资料，完成毕业设计的初步方案。

第8－12周：整理资料并搜集材料进行设计，完成设计以及论文初稿。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李丽宏,谢克明.液位自动检测的现状与发展[j].太原：太原理工大学学报,2003

[2]宋雪松,李冬明,崔长胜.手把手教你学51单片机[m].北京:清华大学出版社,2014

[3] 杜洋.爱上单片机[m].北京:人民邮电出版社,2014

[4]袁晓溪.基于单片机的led显示系统[j].长春:吉林大学,2015

[5]吴友宇.模拟电子技术基础.北京:清华大学出版社,2010