基于單片機教學和實訓應用的水情監測系統的設計

黃俊梅 馬強 陳德興

摘要：介紹了一種基于單片機的集教學、實訓、科研為一體的水情監測系統。該系統可實現快速、穩定的液位及pH值檢測，具有結構簡單、操作快捷、功能穩定等優勢。該檢測系統采用超聲波傳感器實現液位測量，通過電極之間的電位差，測量氫離子濃度，獲得待測液體的pH值，采用LCD12864液晶顯示模塊實現數據顯示，并可通過藍牙模塊實時發送液位及pH數據至手機顯示屏實現移動數據監測。通過測試表明，本自制水情監測系統水位誤差精度可控制在0.08 mm左右、pH誤差精度可控制在0.004左右，檢測系統整體運行狀況穩定精確，各項技術指標可達到設計要求。本自制水情監測系統是一個典型教學樣板可服務于廣大單片機愛好者和學生的教學、實驗、實訓等環節。

關鍵詞：單片機；pH值；水位傳感器；顯示

0 前言

水情監測系統是一種實時采集監測區域內水位、pH酸堿度等信息的數據采集及顯示預警系統，以便于相關部門根據監測信息及時做出預防措施，從而減少水害損失、提高水資源利用率[1]。本文將介紹一款服務于單片機教學和實訓應用的自制水情監測系統。

1 水情監測系統設計方案

1.1 設計要求

水情監測系統的組成部分主要包括水情檢測單元、水情顯示單元和供電單元三部分，如圖1所示。

圖1中a為容器，b為pH傳感器，c為液位傳感器，水情監測系統的設計要求如下：

1）要求自制水情監測系統：

2）多次向容器中注入若干毫升的純凈水，要求每次在1分鐘內完成水位的測量并穩定顯示，測量偏差不大于2mm?！?br>