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資訊專欄INFORMATION COLUMN

畢業(yè)設(shè)計(jì)之 -- 基于單片機(jī)的智能水箱

yuanxin / 1699人閱讀

摘要：系統(tǒng)使用有組網(wǎng)技術(shù)水位檢測(cè)技術(shù)霍爾接近開(kāi)關(guān)技術(shù)安卓編程技術(shù)等技術(shù)相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多級(jí)控制臺(tái)管理和控制水箱功能，使家庭水箱的管理更加便捷及人性化。

1 簡(jiǎn)介

Hi，大家好，這里是丹成學(xué)長(zhǎng)，今天向大家介紹一個(gè)學(xué)長(zhǎng)做的單片機(jī)項(xiàng)目

基于單片機(jī)的智能水箱

大家可用于 課程設(shè)計(jì) 或 畢業(yè)設(shè)計(jì)

2 概述

2.1 系統(tǒng)描述

樓頂水箱是家庭及工業(yè)用水必不可少的利器，傳統(tǒng)的水箱管理系統(tǒng)較為單一，其控制管理平臺(tái)是固定的不可移動(dòng)的，交互界面較差。

擁有一個(gè)穩(wěn)定可靠的水位檢測(cè)，多控制臺(tái)監(jiān)測(cè)管理，手機(jī)隨時(shí)開(kāi)即可監(jiān)測(cè)和控制水箱的系統(tǒng)是技術(shù)發(fā)展的必須。

2.2 系統(tǒng)目標(biāo)

智能水箱系統(tǒng)定位于樓頂水箱的管理。

系統(tǒng)使用有WiFi組網(wǎng)技術(shù)、水位檢測(cè)技術(shù)、霍爾接近開(kāi)關(guān)技術(shù)、安卓編程技術(shù)等技術(shù)相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多級(jí)控制臺(tái)管理和控制水箱功能，使家庭水箱的管理更加便捷及人性化。

系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水箱水位，在水位較低時(shí)可開(kāi)啟繼電器進(jìn)而啟動(dòng)水泵抽水，當(dāng)水箱水位達(dá)到一定水位高度是會(huì)停止水泵抽水。另外還建立有良好的人機(jī)交互界面，多個(gè)控制臺(tái)可實(shí)時(shí)顯示水箱的水位，多個(gè)控制臺(tái)都帶有一個(gè)抽水按鍵，當(dāng)水位較低時(shí)也可手動(dòng)按下按鍵控制水箱進(jìn)行抽水，安全方面是考慮到水箱蓋子在惡劣天氣時(shí)會(huì)脫離水箱，其可能會(huì)造成其它問(wèn)題，系統(tǒng)可檢測(cè)檢測(cè)水箱蓋是否有脫離水箱，當(dāng)水箱蓋脫離水箱多個(gè)控制臺(tái)會(huì)啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，以達(dá)到用戶警告。

3 具體實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)組成架構(gòu)

3.2 系統(tǒng)功能

    1. 實(shí)時(shí)水位監(jiān)測(cè)：系統(tǒng)水位傳感器模塊擁有4個(gè)水位觸點(diǎn)，可達(dá)到5級(jí)水位監(jiān)測(cè)，且實(shí)時(shí)可靠；
    1. 水箱蓋實(shí)時(shí)監(jiān)控：通過(guò)制作的霍爾傳感器和磁鋼的作用，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到水箱蓋是否有脫離水箱；
    1. 水泵自動(dòng)供水：水泵開(kāi)關(guān)是繼電器，當(dāng)水位較低時(shí)繼電器會(huì)吸合，水泵開(kāi)始抽水，當(dāng)水位達(dá)到高度時(shí)，繼電器停止吸合，水泵停止抽水；
    1. 無(wú)線多控制臺(tái)管理：用戶可以自定義無(wú)線控制臺(tái)的數(shù)量及位置，系統(tǒng)可擴(kuò)展多個(gè)控制臺(tái)，多控制帶有蜂鳴器模塊、顯示模塊和按鍵模塊，其中蜂鳴器是用于報(bào)警提示，顯示模塊為顯示水位及警報(bào)信息，按鍵模塊可在水箱水位較低時(shí)手動(dòng)按下抽水 ；
    1. 安卓客戶端：用戶可以使用系統(tǒng)安卓客戶端連接到系統(tǒng)局域網(wǎng)內(nèi)監(jiān)測(cè)水箱的水位及水箱蓋子的情況，也可以通過(guò)安卓端控制水泵的工作。

3.3 系統(tǒng)特點(diǎn)

    1. 無(wú)線技術(shù)：通過(guò)WiFi組網(wǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸；
    1. 實(shí)時(shí)性：所有的數(shù)據(jù)都是實(shí)時(shí)傳輸和顯示的，盡可能的去減少時(shí)間延時(shí)，使系統(tǒng)所得的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確；
    1. 系統(tǒng)安全：在惡劣的天氣里，水箱蓋可能會(huì)脫離水箱，進(jìn)而可能會(huì)造成水箱無(wú)蓋保護(hù)或者飛物砸人的危險(xiǎn)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可減少危險(xiǎn)的發(fā)生，系統(tǒng)可在水箱蓋脫離水箱時(shí)進(jìn)行多級(jí)報(bào)警，其無(wú)線控制臺(tái)和一級(jí)控制臺(tái)蜂鳴器模塊會(huì)鳴響，安卓客戶端也會(huì)有相應(yīng)警告提示；
    1. 方便性：用戶可通過(guò)無(wú)線多級(jí)控制臺(tái)和安卓客戶端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水箱水位及水箱蓋子的情況，和控制水箱水泵的抽水等。

3.4 水位檢測(cè)及自動(dòng)供水實(shí)現(xiàn)

如下圖系統(tǒng)水位監(jiān)測(cè)及自動(dòng)供水部分原理圖，水位傳感器為自己設(shè)計(jì)和焊接，水位傳感器模塊擁有4個(gè)水位觸點(diǎn)（可擴(kuò)展），可達(dá)到5級(jí)水位監(jiān)測(cè)， 其4個(gè)水位觸點(diǎn)通過(guò)放大電路連接到STM32單片機(jī)模塊IO口，STM32單片機(jī)模塊IO設(shè)置為輸入檢測(cè)模式，即可檢測(cè)到對(duì)應(yīng)IO口的電平變化，從而判斷出水箱水位，再通過(guò)輸出模式IO口控制繼電器的吸合與斷開(kāi)，進(jìn)而控制水泵的工作狀態(tài)。

3.5 水箱蓋監(jiān)控實(shí)現(xiàn)

如下圖為系統(tǒng)水箱蓋監(jiān)控實(shí)現(xiàn)原理圖，其使用的傳霍爾傳感器為自己設(shè)計(jì)和焊接，霍爾傳感器可用作接近開(kāi)關(guān)，其中使用霍爾片A3144通過(guò)或者不通過(guò)放大電路將霍爾片輸出引腳接到STM32單片機(jī)模塊輸入IO口，在磁鋼S極接近時(shí)可輸出低電平，STM32檢測(cè)相應(yīng)電平判斷水箱蓋是否有脫離水箱，若判斷到水箱蓋脫離水箱即會(huì)立即讓蜂鳴器鳴響，并會(huì)將預(yù)警信息通過(guò)串口發(fā)送到WiFi AP網(wǎng)關(guān)，進(jìn)而讓W(xué)iFi AP 網(wǎng)關(guān)將預(yù)警信息傳遞到相應(yīng)接收模塊。

3.6 信息實(shí)時(shí)傳輸實(shí)現(xiàn)

如下圖為系統(tǒng)信息實(shí)時(shí)傳輸實(shí)現(xiàn)原理圖，系統(tǒng)的無(wú)線傳輸實(shí)現(xiàn)時(shí)通過(guò)局域網(wǎng)。其中STM32單片機(jī)模塊和WiFi AP網(wǎng)關(guān)組成了系統(tǒng)的一級(jí)控制臺(tái)，其主要為系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的來(lái)源，連接有多傳感器和多人機(jī)交互模塊。水位傳感器和霍爾傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)串口傳遞給WiFi AP網(wǎng)關(guān)，AP網(wǎng)關(guān)再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給同一局域網(wǎng)內(nèi)的控制臺(tái)和安卓客戶端，無(wú)線控制臺(tái)和安卓端的控制指令（如控制水泵的開(kāi)啟指令）也是通過(guò)WiFi AP網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)發(fā)至STM32進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的。

3.7 安卓客戶端實(shí)現(xiàn)

如下圖為系統(tǒng)安卓客戶端實(shí)現(xiàn)原理圖，安卓客戶端的信息接收是在局域網(wǎng)中的，所有先要連接到局域網(wǎng)，然后接入到局域網(wǎng)中的socket服務(wù)器，接著將等待服務(wù)器的實(shí)時(shí)消息，當(dāng)接收到消息后將其判斷后進(jìn)行圖形化顯示，安卓客戶端還可在水箱水位較低時(shí)一鍵開(kāi)啟水箱抽水。

4 實(shí)現(xiàn)效果


5 最后

單片機(jī)畢設(shè)項(xiàng)目大全：
https://blog.csdn.net/huawei123444/article/details/119822845

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