沈 凯

(常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 江苏常州 213164)

0 引言

在水利、水库、油库、泵站、城市供水中，水位(闸位)是很重要的测量参数。但现有的水位计在使用过程中仍然存在系统不稳定、抗干扰能力差、精度低、现场更改程序麻烦等问题。随着微电子、计算机、网络和通讯技术的迅速发展，智能化仪表在自动检测和控制系统中以其高稳定性、高可靠性、高精度、易维护性等优点得到了广泛的应用［1］。基于以上分析，设计基于智能仪器的水位计具有现实意义。

智能水位计的主要功能:

①可通过键盘或上位机完成参数的设定(如:水位初始值、报警水位、量程、时间日期等)。

②可通过液晶显示器或上位机完成参数的显示(如:测量水位、当前时间日期等)。

③达到报警水位进行实时报警。

④能与上位机完成多点通信。

⑤采用两种传感器采集水位信号。

1 系统的总体方案设计

本系统主要有微处理器系统、模拟量的采集与模数转换、四路继电器输出报警、4～20 mA电流环输出、串行通信接口等几个功能模块。系统的总体结构框图如图1所示。

2 系统的硬件设计

2.1 电源模块

系统各个组成部分对电源的要求不一，所以系统采用两种方式供电。一种采用开关电源供电，输出+24 V和+5 V电压，+24 V的电压给达林顿驱动芯片、继电器供电，+5 V电压给单片机、前端模拟信号的电压放大部分、精密模数转换器、LCD显示驱动和按键电路供电，另外通讯接口部分通过一DC/DC模块从开关电源处获得+5 V电压，输出也为+5 V电压，使得该部分与主系统实现电气隔离。……