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利用传感器设计的无线水位检测系统

功夫:2021-03-23 点击次数:

目前市场上有传感器设计的无线水位检测系统 。该系统由无线通讯?椤⒌缭茨?椤D转换?椤⑸衔换?樽槌,实现水位无线检测、运行故障报警等职能,建设显示接口,对整个开发系统拥有可视化和实时性的双沉要求 。

近年来,随着我国地质勘探水平的不休提高,水位检测、温度检测、金属含量检测等技术日趋成熟 。但在具体工程利用中,必要思考好多成分 。凭据地质勘探队在勘探矿井等天然环境恶劣、不适合机动车辆进入和工作人员持久停顿的情况,提出了无线远程检测步骤 。单晶硅时时用于检测系统 。由于这种传感器是由单晶硅的压阻效应造成的,压阻系数随着温度的变动而变动 。压阻效应道理自身能够导致传感器输出的温度漂移 。此表,半导体敏感元件的造作过程也会带来传感器的整体温度漂移,这就必要一套有效的步骤来解决容易受温杜装响的缺点 。因而,提出了一种基于拉格朗日插值的赔偿步骤,大大提高了检测的靠得住性 。上位机显示界面选取LabVIEW8.5设计,界面敦睦,易实时存储报警 。

水位检测系统的整体结构 。

水位检测系统选取?榛杓评硐,蕴含无线通讯?椤⑿藕挪杉?椤D转换?椤⒐┑缒?榈 。

该系统以显示终端节造器为主机,信号采集终端节造器为从机 。主机发送起头信号,并通过无线广播传输给从机 。从机械接管信号后,起头数据采集,通过阻抗转换(电压跟踪)将采集到的数据传输到12bit精度的AD574进行AD转换,而后AVR16利用拉格朗的日插值道理进行数据处置,而后通过Max232将这些信号传输上位机LabVIEW进行实时显示 。

水位检测系统的硬件设计 。

其结构和机能特点:

使用新的AVR高级单片微处置器 。其重要利益是芯片自身有16KBFLASH法式存储器、数据存储器、门狗电路、8通路10bitA/D转换的SPI同步串口、UART异步串口,在软件上有效支持c说话和编纂说话 。

AD? 。

选取单片高速12bit对比A/D转换器,内置双极电路组成的混合集成转换芯片,拥有表部元件少、功耗低、精度高的特点,拥有自动校准和自动极性转换职能,只需表部少量阻力容器即可形成齐全的A/D转换器 。其重要职能特点是分辨率为12bit,非线性误差幼于1/2LBS或1LBS,转换速度为25μs,仿照电压输入领域为0V~10V,0V~20V 。

电源?

另表,还要求电源尺寸尽可能幼,可将电源部门与AVR系统中的节造和驱动部门搁置在统一个节造盒中 。整体电路结构单一,工作靠得住,各输出相互气隔离,要求节造电源的主输出功率大,不变精度5%,各输出功率幼,不变精度10% 。

无线通讯? 。

选取先进的单片机技术、无线射频技术、数字处置技术和语音处置技术设计的双向数据传输和低功耗?榛悴 。它拥有频点调节、带宽调节、功率调节、多通路调节、高编码效能和高接管活络度的利益,提供RS-232、RS-485和TTL3种数据接口 。该系统选取该设备,能够满足泵房供水?氐谋匾 。在该系统中,FC22-CH选择RS-232数据接口 。

键盘?楹拖允灸? 。

通过键盘?樯柚孟质档拇笃购退拿芏取⒔蛹莸墓Ψ蚓嗬氲认低车淖魑问,将这些作为参数存储在设备中,下次使用时用户无需再次输入这些参数,因而深水水位检测系统拥有影象职能 。使用PC机实时显示水位,在正常运行时显示水位、温度、电源供电情况、串行使用、波特率设定情况 。产生故障时,通过?榛允,例如AD?槭欠窆ぷ,电源?槭欠窆┑,通讯?槭欠裾5,谬误时进行守护,串行线接触不良时选取声音警报,把稳衔接 。

水位检测系统的软件设计 。

主法式设计系统 。

水位丈量系统的软件设计选取?榛杓评硐,通过c说话编程实现 。该软件的各职能?橥ü肟诤统隹诓问嗷ハ谓,能够缩短开发周期 。

数字广播参数设置 。

数字化传输广播的参数设置蕴含地址码,版本号,功率等级,通路选择,空中波特,串行波特,数据位,检测方式,频率转换模式,带宽等参数设置 。

资料处置选取拉格朗日插法 。

压力传感器的丈量精度在很大水平上受非线性和环境温度的影响,若何赔偿传感器产生的误差成为设计中的关键环节 。对于硬件,通常的赔偿步骤是纠正桥梁电阻的差距,以及桥梁臂电阻的漏电流和装配应力 。但由于其表部元件较多,不变性差,精度低,在复杂前提下难以达到预期成效 。由于微处置器技术在传感器领域的利用,通过设计软件算法实现传感器工作个性的自动赔偿已成为可能 。本设计着沉分析了单晶硅压力传感器工作个性曲线的变动,并提出了一种建改误差的软件算法,可确保传感器在较宽的温度领域内险些不变,并可宽泛利用于其它压力传感器的赔偿设计 。

随着压力的增长,电压逐步增长 。

测试环境:

(1)将探针衔接到300m铠装电缆上,放入室表5m深铁管中,环境合适 。

(2)广播测试选取12VDC电源,广播功率5W,尝试距离1000m,广播2天线高度维持在3.4m 。

这样的话,就会出现以下问题:

有时电路接触不成靠,微处置器复位,死机,表壳漏电 。

(2)上位机显示信号抖动,严沉失真 。

(3)无线通讯信号质量差 。

针对上述问题,提出了以下解决规划:

(1)针对电路接触不成靠的问题,选取印刷电路板包办铜模试验板,在印刷电路板的造作过程中采取抗滋扰措施,如布线时尽可能宽的电源线和接地线 ;数字化和仿照散布线 ;合理配置耦合容器 ;电路板覆盖铜等 。

(2)针对微处置器死机、复位等问题,采取硬件与软件相结合的抗滋扰措施 。选取光电隔离技术的硬件 ;在软件上设置象征 ;关键出口验证 ;指令冗余技术用于通讯指令等沉要指令 ;在RAM上设置电源复位象征 。

针对不干净电源与电源之间的互有关扰,选取开关电源别离供电的方式 。

(4)由于电缆长度为300米,导线之间形成散布电容,有余的电缆缠绕在卷筒上,等效的大电感会影响电路的不变性,因而选取软件滤波器(泡沫法)补充 。

丽江J9集团传感技术有限公司致力于精密压力传感器,高精度拉伸传感器,发射机,显示器,自界说压力丈量解决规划 。

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