摘 要

消防水系统在整个消防事业中有着不可或缺的作用。本次消防水系统水位采集设计主要分为主机和从机两大部分。从机主要由STC12C5A60S2，通信模块和传感器等组合而成。可以实现对水系统的水位实时监测并采集，并且通过无线通信传送给主机。主机主要是由STC89C52，LCD1602，24C02，DS1302，通信模块，独立按键，声光报警器等组合而成。主机主要可以实现对时间信息和水位信息的实时准确的外部显示，并且可以通过外部独立按键来对时间进行设置，当水位不符合设定时可以通过声光报警器立即进行报警。而且可以通过24C02对时间信息和水位信息进行有时间规律的存储。本设计通俗易懂，易于操作，准确性高，稳定性强。能够完美融入消防体系，发挥作用。

关键词：水位；时间；无线通信；单片机

Fire water system water level collection design

ABSTRACT

Fire water systems play an integral role in the entire fire protection industry. The water level collection and design of the fire water system is mainly divided into two parts: the host and the slave. The slave is mainly composed of STC12C5A60S2, communication module and sensor. The water level of the water system can be monitored and collected in real time, and transmitted to the host through wireless communication. Host is mainly composed of STC89C52, LCD1602, 24C02, DS1302, communication module, independent buttons, sound and light alarms. The mainframe can realize real-time and accurate external display of time information and water level information, and can set the time through an external independent button. When the water level does not meet the setting, the alarm can be performed immediately through the sound and light alarm. Moreover, 24C02 can store time information and water level information regularly and regularly. The design is easy to understand, easy to operate, with high accuracy and stability. It can be perfectly integrated into the fire protection system and play a role.

Key words: Water level; time; wireless communication; MCU

目 录

第一章 绪 论 1

1.1. 消防水系统水位采集系统的概况 1

1.2. 国内外的研究现状 2

1.3. 本次毕业设计目的意义 3

1.4. 本次毕业设计任务 4

第二章 消防水系统水位采集设计方案设计 5

2.1. 硬件电路整体方案设计概述 5

2.2. 电源电路方案选定 5

2.3. 声光报警电路方案选定 6

2.4. 显示电路方案选定 6

2.5. 时钟电路方案选定 7

2.6. 传感器电路方案选定 8

2.7. 通信电路选定 8

2.8. 存储电路方案选定 9

第三章 消防水系统水位采集设计硬件设计 10

3.1. 电源模块的设计 10

3.2. 按键模块设计 12

3.3. 显示模块设计 13

3.4. 时钟模块设计 14

3.5. 传感器模块设计 15

3.6. 单片机无线通信模块设计 16

3.7. 声光报警模块设计 17

3.8. 存储模块设计 18

3.9. 其他模块设计 18

3.10. PCB设计 19

第四章 消防水系统水位采集设计软件设计 21

4.1. 主机程序设计 21

4.1.1. LCD1602显示模块程序的设计 22

4.1.2. 按键模块程序 24

4.1.3. 存储模块程序 26

4.1.4. 时钟模块程序设计 28

4.1.5. 无线通信模块程序设计 31

4.2. 从机程序设计 32

4.2.1 AD转换设计 33

第五章 联机调试 35

5.1. 硬件电路调试 35

5.2. 硬件电路调试问题及结果 35

5.3. 软件程序调试 36

5.4. 软件程序调试出现的问题及解决方法 37

5.5. 联机调试总结 37

结 论 38

致 谢 39

参考文献 39

附录 43

第一章 绪 论

消防水系统水位采集系统的概况

本次毕业设计的消防水系统水位采集系统在我国伟大的消防事业中扮演着重要角色。其优异与否的性能和工作质量的好坏不仅仅对消防事业产生巨大影响，而且也与人们的安全戚戚相关。消防水系统水位采集系统并不是传统意义上所谓的简易报警装置，而是集成了计算机科学，单片机原理及接口技术等许许多多领域的知识。而采集消防水系统的水位信息在整个消防水系统中有着举重若轻的作用，并决定整个消防水系统的成败。消防水系统水位采集设计的主要任务是：系统的硬件设计与软件设计相结合，即水位采集系统所需的各硬件模块的设计与软件设计相匹配，并且硬件模块和软件模块共同调试以获得结果。本次设计主要是基于STC12C5A60S2以及STC89C52，并且设计产生24V和5V直流稳压电源来进行供电 ^[1]，采取液位变送器来对消防水系统水位进行监测采集，用LCD1602来进行显示，再配合比如键盘模块，无线通信模块（利用中断的通信手段，可以大大的降低CPU由于一直等待造成的资源浪费^[2]），时钟模块(通过DS1302的晶振和相应的软件程序的编写,可以实现时钟的计时程序稳定而且准确^[3])，AD模块，声光报警模块（通过光电隔离进行驱动^[4]）等模块组成。通过电路设计连接所需的模块，设计其原理图，PCB图，Proteus原理图。然后根据具体的需要来编写程序，本次设计采用了KEIL来进行C语言的编写，并编译成单片机所能够识别的程序并下载到硬件系统进行调试^[5]，记录运行结果。

国内外的研究现状

传统的水位检测和采集采用浮球式检测，这种落后的方法精度较低，操作较为麻烦，抑或采用接触式方法来采集水位信息，若干个金属棒安装在消防水系统的不同的深度以感应水位变化。因为消防水系统所使用的水含有电解质，所以可以导电，这种方法比较简单但是不易于对水位进行连续化的采集^[6]。

过去数年间，使用许多落后的方法采集水位造成了水资源不必要的浪费。在很大程度上是因为落后的方法使消防工作人员没有及时得知消防水系统的内部水位信息，导致对水位控制出现贻误，造成了水量超过最高限制水位而造成水资源的浪费抑或没能准时加水而造成消防水系统水量的缺少而导致消防水系统出现异常。对消防水系统中的水位进行监测和采集，如果采用自动化技术的话可以很好地改善水位过高和过低的状况，可以有效节约资源，提高安全性能，降低成本^[7]。