主从站液位智能监控系统

1、主从站液位智能监控系统武汉大学 ：姚晓亮 余定峰山东大学（威海）：刘春河 赵兵【摘 要】系统以微控制器为核心，辅以CPLD以及必要的外围电路，构成了主从站液位智能监控系统。系统主要组成部分有：微控制核心、传感器终端、高速高分辨率A/D转换器、用户界面、信息服务（IIS）控制终端、红外遥控模块、语音报警提示模块等。基于模糊控制原理以及双闭环控制方法，使对液面的测控精确可靠。采用红外遥控实现系统的无线操作。根据B/S架构的访问控制模式，可以实现任何PC终端的主站控制功能。由于采用了掉电不失的FlashRom，可记忆用户的设定信息。根据需要，系统可用于洪水监控、锅炉管理、水暖供应等实时监测控制系统中

2、。【关键字】压力变送器；闭环控制；串行总线；主从站；浏览器/服务器A Intelligent Liquids Level Measure and Control System【Abstract】System employ microcontroller as the core respectively, supplemented by CPLD and the necessary other circuits, which constitute an automatic Level Measure and Control Device. The main parts are as follow

3、ed: Micro-system control center, high-speed and high-resolution ADC, sensor terminal, user interface, information services (IIS) control terminal, infrared remote control module and the voice module. Fuzzy Control and Double-loop Control guarantee the precision of the result. B/S infrastructure and

4、the infrared remote control mode make the main station more multifunctional. With the FlashRom , user can get memory information conveniently.【Keywords】Level sensor; Closed-loop Control, Serial bus, Main/ Sub-station, B/S infrastructure 一、 引言随着Internet的飞速发展，以及B/S实现架构的日益成熟，使得主站智能控制从站的系统日趋完善，基于主从结构的液位

5、测控系统应用也日益广泛。本系统可实现无论何时何地，均能够对若干从站的管理维护以及智能控制。从站采用先进的PMT120系列压力变送器，通过高分辨率AD574采集液位信息,并通过继电器控制电磁阀进行液位的输出调节。通过RS232标准总线，主站可采用MCU或PC与从站通信。为了保持界面友好，我们采用了两块图形液晶显示模块（LCM）,并且利用语音提示进行报警。由于系统可能应用于工业恶劣现场环境，我们采用了红外无线载波技术，可实现10米之内的无线控制。此外，为了保存各分站信息，系统采用了虚拟串行总线技术，通过模拟UART时序，附加了即时打印功能。为了防止信息意外丢失，采用FlashRom实现掉电不失的功

6、能。二、系统硬件设计1系统结构整个系统由两部分组成：主站和从站。有一个主站，八个从站。其中主站可分别采用MCU和PC。通过RS232通信协议，从站和主站之间交换信息，完成主站对八个从站的监控管理，以及从站的信息上传。主站采用信息服务方式控制时，则通过RS232与分站连接的PC可作为B/S架构中的服务器，经过Internet，系统管理员可随时随地对从站进行智能监控。系统结构如图1。MCU主站ServerClientInternet从站3从站5从站7从站4从站6从站8从站1从站2图1系统结构PC主站2 从站结构图2从站硬件结构MCU(89C55)液晶（LCM）KeyBoardAD574液位传感器M

7、CU BusPS2 InterfaceSerial BusFlashRom语音报警电磁阀控制RS232总线MCU接主站3 主站结构 MCU89S52液晶（LCM）KeyBoardSerial BusMCURS232接从站红外遥控遥控器声光报警红外载波通信图3主站硬件系统MCU Bus打印输出三、 系统软件设计软件设计采用实时多任务的嵌入式操作系统（Small RTOS51 System）,通过高效率的时间片（Time Slice）管理，对分站和主站分别编写程序，最终通过串行总线标准EIA RS232C组成功能完善的主从控制系统。RTX51 RTOSCoreTASK1系统检测TASK2键盘显示T

8、ASK3AD采集TASK4语音输出TASK8电磁阀控制TASK7异常处理TASK6总线收发TASK5无线接收图4分站软件设计RTX51 RTOSCoreTASK1系统检测TASK2键盘显示TASK3打印输出TASK4循环检测TASK8存储记忆TASK7异常处理TASK6总线收发TASK5声光报警图5主站软件设计由于液位采集结果的非线性，系统采用了模糊控制（Fuzzy Control）原理，通过软件的自动调整和校准，可使测量和控制精确、稳定。Y开始等待键盘输入系统初始化,开机画面向左向上向下向右确定Enter帮助Help菜单统一处理子程序执行相应的功能显示相应的功能的帮助返回？N重绘菜单界面图6 软件流程图四、 结束语系统能较好完成了主从控制的实时液位测控功能。完成题目所有基本和所有发挥要求，并有多处创新设计和制作。系统精度高、实时性好，可应用于洪水监控、供暖供水等与人们生活息息相关的领域