水塔水位的控制系统技术方案

本实用新型专利技术一种水塔水位的控制系统，包括水塔，引水管，水泵，水位检测及控制装置和不锈钢水箱；所述水泵包括排水水泵和上水水泵，分别与水塔底部和顶部的水管连通；所述水位检测及控制装置包括设置有ROM存储器的单片机、超声波传感器、WiFi收发模块、液晶显示器、蜂鸣器、继电器和键盘；超声波传感器、WiFi收发模块、液晶显示器、蜂鸣器、继电器、键盘均与所述单片机电连接；所述超声波传感器安装在水塔的顶部；WiFi收发模块能够与智能终端无线连接；所述水位检测及控制装置通过继电器与水泵电连接，所述水塔可与太阳能连接。该系统使工作人员更快捷的监测水塔水位的高度，并且抗干扰性更好，精度更高，实时性更好，可以更好的节约用水。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于自动控制装置
，特别涉及一种水塔水位的控制系统。
技术介绍
当前，我国住宅小区楼房自来水供水系统主要采用高塔供水，即在楼顶或高塔上面建个蓄水池以保证用户水压的恒定。为了满足水塔水位高低的自动控制需求，减少水资源的浪费，需要一种水塔水位检测及自动控制装置。现有技术中的水塔水位检测及控制装置主要是利用水压传感器来检测水位高度并将其通过A/D模数转换器转换为数字信息并控制水泵开关的信号或通过定时控制蓄水，该控制系统的主要缺陷在于水位监测精度太低不能实时测出水塔的水位，不便于根据实际需要更改水塔的高、低水位值。特别是一些小区水塔，当水位降到一定程度，当前水塔的水压过低，水压传感器不能精确的反映当前水位的高度，便会影响到居民的正常用水，使用水电器(如热水器、洗衣机)不能够正常使用。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本技术提供一种水塔水位的控制系统，该系统使工作人员更快捷的监测水塔水位的高度，不仅抗干扰性更好，精度更高，实时性更好，而且还可以充分的节约用水。本技术是通过以下技术方案来实现:一种水塔水位的控制系统，包括水塔，水泵和水位检测及控制装置；所述水泵包括排水水泵和上水水泵，分别与水塔的出水管和入水管连通；所述水位检测及控制装置包括设置有ROM存储器的单片机、超声波传感器、WiFi收发模块、液晶显示器、蜂鸣器、继电器和键盘；超声波传感器、WiFi收发模块、液晶显示器、蜂鸣器、继电器、键盘均与所述单片机电连接；其中，所述超声波传感器安装在水塔的顶部；WiFi收发模块能够与智能终端无线连接；所述水位检测及控制装置通过继电器与水泵电连接。作为本技术的进一步改进，所述单片机型号为AT89S52。作为本技术的进一步改进，所述超声波传感器数量为两个。作为本技术的进一步改进，还包括不锈钢水箱，所述不锈钢水箱通过引水管与排水水泵的出水口连通；不锈钢水箱出水口与上水水泵入水口连通。作为本技术的进一步改进，还包括太阳能热水器，所述太阳能热水器与水塔内的储水箱连接；所述储水箱设置保温层。与现有技术相比本技术的有益效果是:本技术利用超声波传感器作为检测信号的手段，对水位进行自动监控，显示实际水位，当水塔水位高于或低于预设定值时，此系统可发出报警，将水位调至合适的高度；并将信息通过WiFi无线模块实时发送到手机客户端，不仅可以连续、实时测出水塔水位信息，实时显示水塔水位信息；还可以将水塔水位的信息实时发送到手机客户端，使工作人员更方便的监测水塔水位的信息，更快捷的监测水塔水位的高度。此装置实时性好、安装方便、精度高、灵敏性好，是控制水塔水位的理想装置。本技术测量水塔水位范围较广，测量值可以直观的读出。本技术可以通过按键更改水塔中预先设定的最高与最低水位信息，通过参数修改生效，无需更改其它的硬件设施，操作方便。本技术可以极大的提高水塔水位检测的精度和实时性，保证高楼层居民的正常用水问题。进一步，为了更准确的标定水位的实际位置，超声波传感器数量设置两个，同时计算比较，可以取平均值，更加真实的反馈数据，对后面的控制提供准确数据。进一步，当水塔水位高于预设定值时，将排放出来的水存放至不锈钢水箱中，可以充分的达到节约用水的目的。进一步，水塔与太阳能热水器连接，可以充分利用太阳能的自然资源，给水塔内的水加热，给用户提供热水，防止冬天结冰现象影响水位的测量。【附图说明】图1是水塔水位的控制系统示意图。图2是水位检测及控制装置的电路框图。图3是水塔水位检测控制流程图。附图标记说明:I一水塔；2—引水管；3—水泵；4一水位检测及控制装置；5—不锈钢水箱；6—太阳能热水器；41 一键盘；42—蜂鸣器；43—继电器；44一液晶显不器；45—超声波传感器；46—WiFi无限模块。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术进行详细说明。如图1所示，一种水塔水位的控制系统，包括水塔1，引水管2，水泵3，水位检测及控制装置4，不锈钢水箱5 ;水泵3包括排水水泵和上水水泵，分别与水塔I底部和顶部的出水管和入水管连通，并且引水管2与不锈钢水箱也连通；其中，水位检测及控制装置4包括设置有ROM存储器的单片机40、超声波传感器45、WiFi收发模块46、液晶显示器44、蜂鸣器42、继电器43、键盘41等；超声波传感器45、WiFi收发模块46、液晶显示器44、蜂鸣器42、继电器43、键盘41均与所述单片机40电连接。超声波传感器45安装在水塔I的顶部，超声波传感器45的探头与水塔I储水箱上边缘平齐设置。本技术的水位检测及控制装置4通过继电器43与水泵3电连接，控制水泵开启与关闭。可根据水泵电源的要求选择不同的继电器。单片机40采用AT89S52型。为了更准确的水位控制，超声波传感器45可设置多个，设置在水塔I的顶部的不同位置，进行综合精确的检测水位。为了节约用水，本技术还包括不锈钢水箱5，不锈钢水箱5通过引水管2与排水水泵的出水口连通；不锈钢水箱5出水口与上水水泵入水口连通。为了防止冬天结冰现象影响水位测量，还包括太阳能热水器6，太阳能热水器6与水塔I内的储水箱连接；所述储水箱设置保温层。同时还能给用户提供热水。如图2所示，超声波传感器45液位检测的基本原理是利用超声波传播时间和传播速度来确定液面距离。本技术采用市场常规的超声波传感器，其采用反射式的方式，超声波传感器45发射超声波，遇到液面后超声波被反射回来，超声波接收探头接收超声波。利用超声波传输距离与时间的关系，可确定实际液位的高度。测距的公式表示为:L =CXT，式中L为测量的距离长度；(:为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(Τ为发射到接收时间数值的一半)。WiFi无线模块46工作原理:本装置中单片机40作为控制端，通过RS232通讯接口与WiFi无线模块46之间串口通讯。Uart-WiFi是基于RS232接口的符合WiFi无线网络标准的嵌入式模块，内置无线网络协议ΙΕΕΕ802.11协议栈以及TCP/IP协议栈，能够实现用户串口数据到无线网络之间的转换。通过Uart-WiFi模块，传统的串口设备也能轻松的接入无线网络，全面支持串口透明数据传输模式，真正实现串口的即插即用。如图3所示，水塔水位检测及控制原理:本技术触电初始化后，以单片机40为水塔水位控制系统的核心，由键盘41设置标定水位的上限值与下限值，用超声波传感器45采集水位高度，然后拿它与标定水位进行比较。并与开始预设定值做比较，由单片机40控制继电器43开关的开断进行液位的调整，最终达到液位的预设定值。检测值若高于上限设定值时，要求蜂鸣器42报警，开启排水水泵，并将水排放至不锈钢水箱5中；检测值若低于下限设定值，要求蜂鸣器42报警，开启上水水泵。现场通过液晶显示器41实时显示测量值，从而实现对水塔水位的监控。如此重复“测量、比较、开启”这三步，直至实测水位与标定水位的偏差落入给定的精度范围之内。落入给定精度范围之后，将两个水泵同时关停。同时，本系统设置WiFi无线模块46，便于检测者在远离检测显示区之后，通过智能终端(手机，平板电脑等)实现无线监控数据，节约成本，提高工作灵活性。同时，太阳能热水器6给水塔内的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水塔水位的控制系统，其特征在于，包括水塔(1)，水泵(3)和水位检测及控制装置(4)；所述水泵(3)包括排水水泵和上水水泵，分别与水塔(1)的出水管和入水管连通；所述水位检测及控制装置(4)包括设置有ROM存储器的单片机(40)、超声波传感器(45)、WiFi收发模块(46)、液晶显示器(44)、蜂鸣器(42)、继电器(43)和键盘(41)；超声波传感器(45)、WiFi收发模块(46)、液晶显示器(44)、蜂鸣器(42)、继电器(43)、键盘(41)均与所述单片机(40)电连接；其中，所述超声波传感器(45)安装在水塔(1)的顶部；WiFi收发模块(46)能够与智能终端无线连接；所述水位检测及控制装置(4)通过继电器(43)与水泵(3)电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：惠飞，豆瑶，曹继英，孟强，雷敬祥，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61