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1、【控制系統(tǒng)論文】超聲液位智能控制系統(tǒng)分析
摘要：闡述優(yōu)化設計的超位智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)實時測量、無線藍牙監(jiān)控液位、智能手機顯示的功能。設計的控制系統(tǒng)利用智能手機、HC-O8完成超聲液位測量，實現(xiàn)藍牙無線傳輸測量數(shù)據(jù)的效果。
關鍵詞：信息技術，控制技術，液位測量，藍牙傳輸
引言
電子技術在測量技術領域已被廣泛應用，使自動測量能夠?qū)崿F(xiàn)達到精準性的程度。以此為基礎，因為超聲波具有測距精確性高、受被測介質(zhì)影響干擾不大的特性，所以在多個領域中被廣泛應用。對于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域之中受到性質(zhì)特殊性的影響，難以將其應用到直接接觸式為主體的傳感器。因此，在超聲液
2、位智能控制系統(tǒng)方面，它與單純的系統(tǒng)之間盡管在原理方面有差距，但是在能量的轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)化以及傳遞方面，能夠較好地實現(xiàn)由超聲波向電腦脈沖動轉(zhuǎn)換的效果，在對于液體面進行一些特殊測量的時候，僅僅靠單片機這樣的設備進行信息傳統(tǒng)、處理以及編碼等，難以達到理想化的控制功效。所以對于超聲智能測試系統(tǒng)來講，以它作為研究的對象，除了在工業(yè)領域應用之外，還可以在化工、農(nóng)業(yè)等其他領域中得到使用，而且對于它的研究能夠提升液位測量系統(tǒng)的測量效果，提升實時控制的效果，提升控制的精確性、準確性等能夠發(fā)揮它較強的實用性價值。
1超聲液位智能控制系統(tǒng)的設計方案
1.1系統(tǒng)架構(gòu)
在本研究
3、中使用的是在AT89C51單片機基礎上的中央處理器作為其主體，進行液位控制工作。這一系統(tǒng)主要由幾個模塊構(gòu)成：即中央處理模塊、超聲波測距模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、報警模塊、顯示模塊、鍵盤輸入模塊以及電機控制模塊組成，其中的核心芯片是AT89C51，使用這樣的傳感技術進行液位測量工作，能夠有效地控制液位，使其更加準確和科學[1]。而現(xiàn)實中，常用的測距方法以及依據(jù)的原理有幾個方面：首先要應用超聲波向外界發(fā)射相應的測試目標，并且此時開始計時，然后超聲波在傳播過程里通常會受到目標被測物的影響，產(chǎn)生條件反射，在接收器接收到相應的脈沖以后，就會使計時系統(tǒng)停止工作，并且計時器記錄下發(fā)身的目標地點、被測量物體反射回
4、來后的時間等。除此之外，超聲波的速度通常會達到340m/s，計算式為S＝vt/2，從其中的就可以測算出發(fā)送器到被測量物體兩者之間的實際距離[2]。見圖1。
1.2系統(tǒng)的工作原理
在測量方面。以運用超聲波傳感技術，監(jiān)控變化的狀況，應用超聲波傳感模塊，對于其結(jié)果，應用A/D進行轉(zhuǎn)換與處理，將其變?yōu)殡娦盘?，最后將信號傳遞到單片機接收器上。一旦其閾值大于或等于上限時，電機啟動抽水功能，并抽出液體使液面下降的時候，在液位不及規(guī)定的高度時，電機排水泵受到發(fā)出的指令影響就會使液面進一步上升，從而達到準確、實時、科學控制的目的[3]。就電路角度來看，往往會產(chǎn)生三個狀態(tài)，特別是在
5、初始化，低水位、高水位以及正常水位的情況下。傳感器能夠根據(jù)水位狀況及時傳輸高水平信號，同時反射給報警系統(tǒng)，并形成通路，為水泵注水。
1.3超聲波測距模塊
以超聲波進行測距工作，是該系統(tǒng)設計中最為核心的技術，最為關鍵的模塊。超聲波采用人耳即能聽到的音頻為基礎，在20kHz的音頻時，人耳往往難以聽到聲波，其聲波可多達到1011Hz，其中具有可傳播性、可接收性、速度快等眾多優(yōu)點，能夠達到接收反射信號的功效[4]。
2超聲波位智能控制系統(tǒng)的硬件電路設計
2.1主控芯片
超聲波位智能控制系統(tǒng)大都選擇的控制芯片有ATMEL的A
6、T89C51單片機，它具有靈活性的優(yōu)勢，而且準確性高，還具有可擦除性，通常能夠反復擦除數(shù)千次，在處理數(shù)據(jù)方面具有處理速度快，集成性強的優(yōu)點，特別是它具有集成CPU和RAM等資源的優(yōu)點，還能夠集成多個接口以及電路等復雜狀況的優(yōu)勢，因此能夠滿足外設裝備的應用要求[5]。
2.2超聲波傳感器
控制系統(tǒng)除了能夠?qū)τ诠I(yè)生產(chǎn)中特殊的液體進行有效測量與監(jiān)控外，還能夠在特殊環(huán)境中有針對性的感應環(huán)境發(fā)生的相應變化情況[6]。當前應用比較廣泛的超聲波傳感器有以下幾種：通用型傳感器、寬頻帶型傳感器、封閉型傳感器、高頻型傳感器。因此，應用封閉性的傳感器，不僅能夠防止其受到封閉性空間的
7、限制，而且在惡劣環(huán)境之下進行準確測量，保障其準確性，而且能夠達到有別于其他傳感器測量水平和效果的目的。2.3A/D轉(zhuǎn)換電路在電路轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)中應用了ADC0808型號的A/D轉(zhuǎn)換器，并把應用計算機與AT89C51的嵌入式接收器進行連接。
2.4顯示和報警電路
顯示電路包括四個數(shù)字顯示器，以字母順發(fā)光段的連接器，將其連接到微控制器上的P1端口中，分別標記1、2、3、4等四個數(shù)字管，并連接到各個控制器上的P2端口的低4位中形成有效的電路。
2.5電機控制電路
控制電機啟動的時間、啟動的電路結(jié)構(gòu)以及控制等作用的發(fā)揮，需要用2N2219放大
8、器，進行電磁繼電器的驅(qū)動，在使用了1N4001二極管后再進行連接。通過這樣的運行方式，能夠最終達到干擾、影響、驅(qū)動和傳輸?shù)男Ч?，以防止對?qū)動電路功能效果的目的。見圖2。
3結(jié)語
控制好永磁同步的電機滑模觀測系統(tǒng)，要求對與模糊控制結(jié)合，設計出相應的模糊滑模觀測器控制的有效策略[7]。它在抗干擾方面的干擾性極強，穩(wěn)定性極高、數(shù)據(jù)準確性高的特點。除此之外，積分滑?？刂圃谡{(diào)適性、自適性以及控制性方面是其他系統(tǒng)難以比擬的，將模糊控制和和積分滑模結(jié)合在一起進行控制，不僅能夠提高滑模觀測器有效檢測的效果，還可以提升電機轉(zhuǎn)子信息的精確性，使滑?？刂频臏蚀_性和穩(wěn)定性減低，同時提高
9、抗干擾能力，提升自身對于環(huán)境的適應能力[8]。因此，使用仿真對比檢驗的方式，能夠觀測、控制模糊滑模的效果，提高其應用性水平。
參考文獻
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【控制系統(tǒng)論文】超聲液位智能控制系統(tǒng)分析
