工程楼宇供水系统设计

收藏关注不迷路文末获取源码数据库感兴趣的可以先收藏起来还有大家在毕设选题免费咨询指导选题项目以及论文编写等相关问题都可以给我留言咨询希望帮助更多的人文章目录一、摘要二、研究内容三、系统总体结构四、系统的硬件部分设计五 、系统效果六 、目录一、摘要随着我国经济、政治的快速发展高层建筑的不断地增多再加上居民用水量不稳定我国就经常会发生在用水高峰期时水压变低供水量不足的问题。如果供水系统一旦失效必将给人们的工作和生活带来麻烦甚至造成巨大损失。并且随着城市建设的发展由市政给管网所提供的水压一般满足不了高层楼宇供水需求及消防系统的需求。为此这一问题对于高层的用户来讲显得尤为突出。为保证我国居民的用水方便并在一定程度上在供水方法实现经济科学、高效节能等目的。因此设计一套安全、可靠、稳定的高层楼宇供水系统已是很重要和很急迫的。本课题研究的内容为高层楼宇供水系统。该套系统主要由水压模块、水流量模块、蜂鸣器、OLED、STM32单片机、水泵、超声波测距模块、ZigBee模块、继电器等部分组成采用STM32单片机技术处理对水压模块、水流量模块和超声波测距模块采集到的参数OLED屏幕显示的同时利用ZigBee通信的方式上传到上位机用电脑端作为上位机设置阈值接受下位机上传的参数和警告警告的同时弹出弹窗用继电器控制电路从而控制水泵的开关。二、研究内容本课题研究的内容为高层楼宇供水系统。该套系统主要由水压模块、水流量模块、蜂鸣器、OLED、STM32单片机、水泵、超声波测距模块、ZigBee模块等部分组成采用STM32单片机技术处理对水压模块水流量模块和超声波测距模块采集到的参数用OLED 屏幕显示的同时利用ZigBee通信的方式上传到上位机用电脑端作为上位机设置阈值接受下位机上传的参数和警告警告的同时弹出弹窗用继电器控制电路从而控制水泵的开关。三、系统总体结构2.1 设计方案本课题研究的内容为高层楼宇供水系统设计。该套系统包括单片机STM32F103c8t6、水压模块、水流量模块、蜂鸣器、OLED、水泵、超声波测距模块、ZigBee模块、继电器。结构框图如下ZigBee 上位机水压 蜂鸣器STM32 F10C8水流量 T6 OLED超声波测距 水泵继电器图2-1 结构框图2.2 功能需求分析系统的功能分析指的是对用户提出的具体功能需求进行分析评估这些需求是否合理并确定现有技术是否能够实现这些需求。需求分析对于系统的完整性至关重要因此在进行需求分析时问题分析越深入系统就越完整。传感器与计算机技术和通信技术被称为信息技术的三大支柱因为硬件系统不能直接获取 所需的各种信息因此硬件系统中获取数据信息常常通过传感器来实 现。传感器在硬件系统中将测量测得的生物量、物理量、化学 量等 利用生物、物理和化学效应将其转换为需要的电量。本系统采 用的模块如下HC-SR04超声波测距模块测量水位。OLED显示模块实时显示测量数据。水流量传感器模块实时采集当前水流量。气压传感器模块检测当前水压状态。zigbee_CC2530模块用于通信。两路继电器分别控制水泵和泄压模块通过继电器控制水压水压过高进行抽水水压过低进行注水。2.2.1 技术路线1硬件部分需要单片机STM32F103c8t6、水压模块、水流量模块、蜂鸣器、OLED、水泵、超声波测距模块、ZigBee模块、继电器2软件平台程序用keil 53画原理图用AD4编程语言用C语言2.2.2 预期结果完成一个高层楼宇供水系统并且该设计能实现的功能如下该套系统主要由水压模块、水流量模块、蜂鸣器、OLED、STM32单片机、水泵、超声波测距模块、ZigBee模块等部分组成采用STM32单片机技术处理对水压模块、水流量模块和超声波测距模块采集到的参数用OLED屏幕显示的同时利用ZigBee通信的方式上传到上位机用电脑端作为上位机设置阈值接受下位机上传的参数和警告警告的同时弹出弹窗用继电器控制电路从而控制水泵的开关实现补水和抽水的功能。2.3 单片机型号选型51系列单片机具有AD转换、EEPROM存储等功能但需要扩展硬件和软件来实现增加了负担。虽然其I/O脚的使用简单但在高电平状态下无输出能力这是其最大的软肋。此外其双数据指针运行速度较慢如果能得到改进将为编程带来很大的便利。此外51单片机的保护能力很差容易导致芯片损坏。尽管如此在教学和对性能要求不高的场合它仍然被广泛采用。相比之下32单片机可以直接驱动数码管显示外部电路较为简单并且具有10位精度的AD转换能力可以满足精度要求。此外它还具有在线调试和编程功能ISP以及低工作电压、低功耗、强驱动能力等特点。PIC系列单片机的I/O口是双向的其输出电路为CMOS互补推挽输出电路。通过添加用于设置输入或输出状态的方向寄存器解决了51系列I/O脚在高电平状态下同时作为输入和输出的问题。当该寄存器被置位为1时脚位于输入状态且不管其呈现高电平还是低电平对外均呈现高阻状态当该寄存器被置位为0时脚位于输出状态无论其处于何种电平都呈现低阻状态具有相当的驱动能力。其低电平吸入电流可达25mA高电平输出电流可达20mA。相对于51系列而言这是一个非常大的优点。2.4 系统运行环境该高层楼宇供水系统设计系统是基于STM32系列单片机搭载各种硬件设备实现的。2.4.1 硬件环境1STM32F103C8T6单片机模块2压模块、水流量模块、蜂鸣器3OLED、水泵、超声波测距模块、ZigBee模块、继电器4硬件间排线等若干。2.4.2 软件环境1电脑操作系统Windows102开发软件Keil uVision53程序语言C语言4程序下载串口软件FlyMcu5网络协议TCP/IP。四、系统的硬件部分设计3.1 系统总体设计本系统设计一个高层楼宇供水系统设计全部硬件开发主要包含水压模块、水流量模块、蜂鸣器、OLED、水泵、超声波测距模块、ZigBee模块、继电器、单片机设计最小系统和误差实行。3-1 总体原理图3.2 系统主要功能模块设计高层楼宇供水系统的设计主要包括了水压模块、水流量模块、蜂鸣器、OLED、水泵、超声波测距模块、ZigBee模块、继电器以及单片机最小系统设计。3.2.1 水压功能模块设计简介水压传感器是工业实践中较为常用的一种压力传感器其广泛应用于各种工业动化环境、水利水电工程、交通建筑设备、生产自控系统、航空航天技术、船舶技术、输送管道等区域。原理图如图3-2所示。工作原理水压传感器芯体通常选用扩散硅工作原理是被测水压的压力直接作用于传感器的膜片上使膜片产生与水压成正比的微位移使传感器的电阻值发生变化和用电子线路检测这一变化并转换输出一个相对应压力的标准测量信号。静态特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关所以它们之间的关系即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程或以输入量作横坐标把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。五 、系统效果六 、目录目 录第1章 绪论 11.1 研究目的及意义 11.2 国内外现状分析 21.3 主要研究内容 31.4 论文构成 3第2章 系统总体结构设计 42.1 设计方案 42.2 功能需求分析 42.2.1 技术路线 52.2.2 预期结果 52.3 单片机型号选型 52.4 系统运行环境 62.4.1 硬件环境 62.4.2 软件环境 6第3章 系统硬件部分设计 73.1 系统总体设计 73.2 系统主要功能模块设计 73.2.1 水压功能模块设计 73.2.2 水流量传感器功能模块设计 83.2.3 HC-SR04超声波测距模块设计 93.2.4 OLED显示模块设计 93.2.5 继电器模块设计 103.2.6 蜂鸣器设计 113.2.7 zigbee_CC2530模块设计 113.3 本章小结 12第4章 软件系统设计 134.1 软件主流程图 134.2 水压传感器的软件系统设计 154.3 水流量传感器的软件系统设计 154.4 超声波测距的软件系统设计 164.5 本章小结 18第5章 系统测试 195.1 系统实物图 195.2 测试目的 195.3 测试原则 195.4 水压传感功能测试 205.5 水流量传感功能测试 205.6 水流量传感功能测试 215.7 本章小结 21第6章 总结与展望 226.1 总结 226.2 展望 22参考文献 24致 谢 26附录A 总原理图 27附录B 程序 28