摘要:如今我国水库水位监测设备的建设与发达国家相比还存在一定差距，目前的水位监测仪器主要有浮筒式水位仪、压力传感器式水位仪、超声波式水位仪等，但这些仪器大都存在不能实现自动化实时监控、设备昂贵或者操作复杂繁琐等问题。针对目前我国水位监测设备的现状，本文设计了一款可以实现远程实时监控水位并自动报警的水库水位监测系统。

本次设计的水位监测系统以51单片机为核心处理单元，包括水位采集终端节点以及监控中心两部分。水位采集终端节点由单片机、A/D转换、水位传感器和GSM模块组成，其中A/D采用TLC2543，水位传感器采用HM21液位变送器，水位采集终端节点将采集到的水位数据通过GSM模块远程发送给监控中心；监控中心由单片机、液晶显示、时钟芯片、GSM接收模块组成，其中液晶显示采用LCD1602，时钟芯片采用DS1302，监控中心接收水位采集终端节点发送的信息，反馈水位的数值通过液晶显示屏进行显示，超过预设水位的最值时实现报警，同时通过按键可以设置水位报警范围。

本设计实现了水位测量的远程传输，水文测量人员不再需要近距离对水位进行实地实时测量，测量人员只需要在监控室就能实现对水位的实时采集，同时系统设置了高低水位报警阀值，测量人员不用时时关注测量信息，实现了水位自动报警。

关键字：水位监测；单片机；TLC2543

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1设计的目的与意义-1

1.2设计研究现状及发展趋势-1

1.3课题的主要内容-2

2 水位监测系统设计-3

2.1设计方案的选择-3

2.1.1 方案一-3

2.1.2 方案二-4

2.1.3 水库水位监测系统的设计方案-4

2.2 水位监测传感器的选择-5

2.3 数据传输方式的选择-6

3 水位监测系统硬件电路设计-9

3.1 水位监测节点设计-9

3.1.1 发送端单片机最小系统模块-9

3.1.2 水位传感器模块-10

3.1.3 数据采集模块-11

3.1.4 GSM发送模块及串口发送模块-13

3.2 监控中心设计-15

3.2.1 接收端最小单片机系统模块-15

3.2.2 液晶显示模块-15

3.2.3 DS1302模块-17

4 水位监测系统软件设计-19

4.1 水位监测系统主程序设计-19

4.1.1 发射端主程序设计-19

4.1.2 A/D转换子程序-19

4.1.3 GSM发送程序设计-21

4.2 接收端程序设计-23

4.2.1 接收端主程序设计-23

4.2.2 GSM接受程序设计-24

4.2.3 DS1302时钟程序设计-25

5 水位监测系统仿真-27

5.1 Protues软件调试-27

5.2 Proteus软件仿真-27

5.3 Proteus软件仿真结果-33

结    论-37