水塔水位的控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)一種水塔水位的控制系統(tǒng)，包括水塔，引水管，水泵，水位檢測及控制裝置和不銹鋼水箱；所述水泵包括排水水泵和上水水泵，分別與水塔底部和頂部的水管連通；所述水位檢測及控制裝置包括設(shè)置有ROM存儲器的單片機、超聲波傳感器、WiFi收發(fā)模塊、液晶顯示器、蜂鳴器、繼電器和鍵盤；超聲波傳感器、WiFi收發(fā)模塊、液晶顯示器、蜂鳴器、繼電器、鍵盤均與所述單片機電連接；所述超聲波傳感器安裝在水塔的頂部；WiFi收發(fā)模塊能夠與智能終端無線連接；所述水位檢測及控制裝置通過繼電器與水泵電連接，所述水塔可與太陽能連接。該系統(tǒng)使工作人員更快捷的監(jiān)測水塔水位的高度，并且抗干擾性更好，精度更高，實時性更好，可以更好的節(jié)約用水。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于自動控制裝置
，特別涉及一種水塔水位的控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
當(dāng)前，我國住宅小區(qū)樓房自來水供水系統(tǒng)主要采用高塔供水，即在樓頂或高塔上面建個蓄水池以保證用戶水壓的恒定。為了滿足水塔水位高低的自動控制需求，減少水資源的浪費，需要一種水塔水位檢測及自動控制裝置。現(xiàn)有技術(shù)中的水塔水位檢測及控制裝置主要是利用水壓傳感器來檢測水位高度并將其通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息并控制水泵開關(guān)的信號或通過定時控制蓄水，該控制系統(tǒng)的主要缺陷在于水位監(jiān)測精度太低不能實時測出水塔的水位，不便于根據(jù)實際需要更改水塔的高、低水位值。特別是一些小區(qū)水塔，當(dāng)水位降到一定程度，當(dāng)前水塔的水壓過低，水壓傳感器不能精確的反映當(dāng)前水位的高度，便會影響到居民的正常用水，使用水電器(如熱水器、洗衣機)不能夠正常使用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本技術(shù)提供一種水塔水位的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)使工作人員更快捷的監(jiān)測水塔水位的高度，不僅抗干擾性更好，精度更高，實時性更好，而且還可以充分的節(jié)約用水。本技術(shù)是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種水塔水位的控制系統(tǒng)，包括水塔，水泵和水位檢測及控制裝置；所述水泵包括排水水泵和上水水泵，分別與水塔的出水管和入水管連通；所述水位檢測及控制裝置包括設(shè)置有ROM存儲器的單片機、超聲波傳感器、WiFi收發(fā)模塊、液晶顯示器、蜂鳴器、繼電器和鍵盤；超聲波傳感器、WiFi收發(fā)模塊、液晶顯示器、蜂鳴器、繼電器、鍵盤均與所述單片機電連接；其中，所述超聲波傳感器安裝在水塔的頂部；WiFi收發(fā)模塊能夠與智能終端無線連接；所述水位檢測及控制裝置通過繼電器與水泵電連接。作為本技術(shù)的進一步改進，所述單片機型號為AT89S52。作為本技術(shù)的進一步改進，所述超聲波傳感器數(shù)量為兩個。作為本技術(shù)的進一步改進，還包括不銹鋼水箱，所述不銹鋼水箱通過引水管與排水水泵的出水口連通；不銹鋼水箱出水口與上水水泵入水口連通。作為本技術(shù)的進一步改進，還包括太陽能熱水器，所述太陽能熱水器與水塔內(nèi)的儲水箱連接；所述儲水箱設(shè)置保溫層。與現(xiàn)有技術(shù)相比本技術(shù)的有益效果是:本技術(shù)利用超聲波傳感器作為檢測信號的手段，對水位進行自動監(jiān)控，顯示實際水位，當(dāng)水塔水位高于或低于預(yù)設(shè)定值時，此系統(tǒng)可發(fā)出報警，將水位調(diào)至合適的高度；并將信息通過WiFi無線模塊實時發(fā)送到手機客戶端，不僅可以連續(xù)、實時測出水塔水位信息，實時顯示水塔水位信息；還可以將水塔水位的信息實時發(fā)送到手機客戶端，使工作人員更方便的監(jiān)測水塔水位的信息，更快捷的監(jiān)測水塔水位的高度。此裝置實時性好、安裝方便、精度高、靈敏性好，是控制水塔水位的理想裝置。本技術(shù)測量水塔水位范圍較廣，測量值可以直觀的讀出。本技術(shù)可以通過按鍵更改水塔中預(yù)先設(shè)定的最高與最低水位信息，通過參數(shù)修改生效，無需更改其它的硬件設(shè)施，操作方便。本技術(shù)可以極大的提高水塔水位檢測的精度和實時性，保證高樓層居民的正常用水問題。進一步，為了更準確的標定水位的實際位置，超聲波傳感器數(shù)量設(shè)置兩個，同時計算比較，可以取平均值，更加真實的反饋數(shù)據(jù)，對后面的控制提供準確數(shù)據(jù)。進一步，當(dāng)水塔水位高于預(yù)設(shè)定值時，將排放出來的水存放至不銹鋼水箱中，可以充分的達到節(jié)約用水的目的。進一步，水塔與太陽能熱水器連接，可以充分利用太陽能的自然資源，給水塔內(nèi)的水加熱，給用戶提供熱水，防止冬天結(jié)冰現(xiàn)象影響水位的測量。【附圖說明】圖1是水塔水位的控制系統(tǒng)示意圖。圖2是水位檢測及控制裝置的電路框圖。圖3是水塔水位檢測控制流程圖。附圖標記說明:I一水塔；2—引水管；3—水泵；4一水位檢測及控制裝置；5—不銹鋼水箱；6—太陽能熱水器；41 一鍵盤；42—蜂鳴器；43—繼電器；44一液晶顯不器；45—超聲波傳感器；46—WiFi無限模塊。【具體實施方式】下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本技術(shù)進行詳細說明。如圖1所示，一種水塔水位的控制系統(tǒng)，包括水塔1，引水管2，水泵3，水位檢測及控制裝置4，不銹鋼水箱5 ;水泵3包括排水水泵和上水水泵，分別與水塔I底部和頂部的出水管和入水管連通，并且引水管2與不銹鋼水箱也連通；其中，水位檢測及控制裝置4包括設(shè)置有ROM存儲器的單片機40、超聲波傳感器45、WiFi收發(fā)模塊46、液晶顯示器44、蜂鳴器42、繼電器43、鍵盤41等；超聲波傳感器45、WiFi收發(fā)模塊46、液晶顯示器44、蜂鳴器42、繼電器43、鍵盤41均與所述單片機40電連接。超聲波傳感器45安裝在水塔I的頂部，超聲波傳感器45的探頭與水塔I儲水箱上邊緣平齊設(shè)置。本技術(shù)的水位檢測及控制裝置4通過繼電器43與水泵3電連接，控制水泵開啟與關(guān)閉。可根據(jù)水泵電源的要求選擇不同的繼電器。單片機40采用AT89S52型。為了更準確的水位控制，超聲波傳感器45可設(shè)置多個，設(shè)置在水塔I的頂部的不同位置，進行綜合精確的檢測水位。為了節(jié)約用水，本技術(shù)還包括不銹鋼水箱5，不銹鋼水箱5通過引水管2與排水水泵的出水口連通；不銹鋼水箱5出水口與上水水泵入水口連通。為了防止冬天結(jié)冰現(xiàn)象影響水位測量，還包括太陽能熱水器6，太陽能熱水器6與水塔I內(nèi)的儲水箱連接；所述儲水箱設(shè)置保溫層。同時還能給用戶提供熱水。如圖2所示，超聲波傳感器45液位檢測的基本原理是利用超聲波傳播時間和傳播速度來確定液面距離。本技術(shù)采用市場常規(guī)的超聲波傳感器，其采用反射式的方式，超聲波傳感器45發(fā)射超聲波，遇到液面后超聲波被反射回來，超聲波接收探頭接收超聲波。利用超聲波傳輸距離與時間的關(guān)系，可確定實際液位的高度。測距的公式表示為:L =CXT，式中L為測量的距離長度；(:為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測量距離傳播的時間差(Τ為發(fā)射到接收時間數(shù)值的一半)。WiFi無線模塊46工作原理:本裝置中單片機40作為控制端，通過RS232通訊接口與WiFi無線模塊46之間串口通訊。Uart-WiFi是基于RS232接口的符合WiFi無線網(wǎng)絡(luò)標準的嵌入式模塊，內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議ΙΕΕΕ802.11協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口數(shù)據(jù)到無線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換。通過Uart-WiFi模塊，傳統(tǒng)的串口設(shè)備也能輕松的接入無線網(wǎng)絡(luò)，全面支持串口透明數(shù)據(jù)傳輸模式，真正實現(xiàn)串口的即插即用。如圖3所示，水塔水位檢測及控制原理:本技術(shù)觸電初始化后，以單片機40為水塔水位控制系統(tǒng)的核心，由鍵盤41設(shè)置標定水位的上限值與下限值，用超聲波傳感器45采集水位高度，然后拿它與標定水位進行比較。并與開始預(yù)設(shè)定值做比較，由單片機40控制繼電器43開關(guān)的開斷進行液位的調(diào)整，最終達到液位的預(yù)設(shè)定值。檢測值若高于上限設(shè)定值時，要求蜂鳴器42報警，開啟排水水泵，并將水排放至不銹鋼水箱5中；檢測值若低于下限設(shè)定值，要求蜂鳴器42報警，開啟上水水泵。現(xiàn)場通過液晶顯示器41實時顯示測量值，從而實現(xiàn)對水塔水位的監(jiān)控。如此重復(fù)“測量、比較、開啟”這三步，直至實測水位與標定水位的偏差落入給定的精度范圍之內(nèi)。落入給定精度范圍之后，將兩個水泵同時關(guān)停。同時，本系統(tǒng)設(shè)置WiFi無線模塊46，便于檢測者在遠離檢測顯示區(qū)之后，通過智能終端(手機，平板電腦等)實現(xiàn)無線監(jiān)控數(shù)據(jù)，節(jié)約成本，提高工作靈活性。同時，太陽能熱水器6給水塔內(nèi)的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種水塔水位的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括水塔(1)，水泵(3)和水位檢測及控制裝置(4)；所述水泵(3)包括排水水泵和上水水泵，分別與水塔(1)的出水管和入水管連通；所述水位檢測及控制裝置(4)包括設(shè)置有ROM存儲器的單片機(40)、超聲波傳感器(45)、WiFi收發(fā)模塊(46)、液晶顯示器(44)、蜂鳴器(42)、繼電器(43)和鍵盤(41)；超聲波傳感器(45)、WiFi收發(fā)模塊(46)、液晶顯示器(44)、蜂鳴器(42)、繼電器(43)、鍵盤(41)均與所述單片機(40)電連接；其中，所述超聲波傳感器(45)安裝在水塔(1)的頂部；WiFi收發(fā)模塊(46)能夠與智能終端無線連接；所述水位檢測及控制裝置(4)通過繼電器(43)與水泵(3)電連接。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：惠飛，豆瑤，曹繼英，孟強，雷敬祥，
申請(專利權(quán))人：長安大學(xué)，
類型：新型
國別省市：陜西;61