论文研究-基于MSP430单片机的地下微水检测系统 .pdf

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基于MSP430单片机的地下微水检测系统,茅文铭,严顺吉,本文设计并实现了一种基于MSP430单片机的地下微水检测系统,并且通过了项目组的验收,实验结果证明了使用MCU检测地下微水的有效性和
山国武技论文在线 http://www.paper.edu.cn 入专用集成电路将传感器皂伏信号转换成标准电流信号输岀,并可以直接与计算机接∏卡 控制伩表、智能仪表旼PLC等相连,是扩散硅精密机械加工、温度衤偿、模拟信号处理技 术的结晶。主体工艺材料先进,密封固化与外部亢全隔离,能满足防潮、防水、防爆、防腐、 防尘等恶劣工况要求。外型结构图如图3所示 , 图3船用压力式液位传感器器外形结构图 压力传感器技术参数(军工极) 被测介质:汽油、轻柴油、无杂质海水、淡水 工作电源:24VDC(经安全栅供电) 材质:全不锈钢(Crl8Ni9Ti); 量程范围:0~10m水柱(0~100KPa) 综合精度:±0.3%FS; 输出信号:4~20mA 补偿温度:0~80℃; 介质温度:-10℃~60℃; 环境温度:0℃~45℃ 零点温度漂移:+0.03%FS/℃; 灵敏度温度漂移:+0.03%S/℃; 过载压力:200%FS 长期稳定性:≤0.20FS/年 外壳防护等级:IP68: 防爆等级: Exia lI ct6。 222温度传感器DS18B20 DSl8B20是美国 DALLAS公司继DSl820之后推出的增强型单总线数字温度传感器, 在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DSl820有了很大的改进,给用户带米 了更方便的使用和更令人满意的效果。其特点如下。 1)单线接口。仅需一根口线与单片机连接 (2)由总线提供电源,也可用数据线供电,电压范围为3.0~55V; 3)测温蒞闱。测温范闱为一55~+125℃,在一10~+85℃时,精度为0.5℃ (4)可编程的分辨率为9~12位,对应的分辨率分别为0.5~0.0625℃ (5)用户可编程的温度报警设置 (6)12位分辨率时最多在750ns内把温度值转换为数字量。 山国武技论文在线 http://www.paper.edu.cn 23数据检测与存储系统 23.1系统概述 数据检测与存储系统主机包括下位从MPU和上位主MPU及实时时钟、USB通信板、 键盘、LCD显示等。下位枞从MPU布置在与传感器同一位置的保护罩中,上位机主MPU 布置在数据采集箱中,通过485通信线相连接。系统结构框图如图4所示。 下位机从MPU采集压力传感器和温度传感器的输出数据后,经MAX485通信传至上位 机主MPU,上位机主机有LCD显示和USB主机接口,(蓝屏)ICD可以显示实时操作的 情况。试验数据包括采样频率,采样时间,采样压力值,水温值等等可以在LCD上实时显 ,也可以通过USB上机接口存贮在U盘中,默认为txt存储格式。系统还可扩展与PC通 信,使试验数据存储在PC中。 压力传感器 4-20mA 温度传感器 下位机 从MPU p85通信 U盘 实时时钟 上位机 PCF8563 主MPU USB通信板 IC总线 485通信 LCD显示 键盘 图4数据检测与存储系统主机结构框图 3.实验及结果分析 试验测试系统的主要特点: (1)测试数据记录主机采样率为1、2、5、10(次/s),满足低K值地层(K值 (1.0×10-°cm或8.6×10m/d)和高K值(2.6×10cms或2.2×102md))地层产 生振荡反应的测量需要。 (2)实现现场测试,现场处理数据并通过相应软件计算得到渗透系数。将获取测试数 据的软件(数据采集软件)安装在您的笔记本电脑上,可以以实时在观测现场测试并记录数 据。 (3)传感器系统除了压力传感器外,还集成了温度传感器,实现一机多用的目的,电 山国武技论文在线 http://www.paper.edu.cn 缆线采用了5芯耐拉电缆。 (4)充足的后备电源(包含在本套装中)让您在不方便取得AC220V的情况下有充足 的时间在完成试验。 (5)系统体积小,重量轻,便于携带。整个系统可以存敚于手提箱并携带(I5kg)。气 压激发系统套装包括所有必要的组件、部件和附件便于您在现场准备使用。 (6)在一个采样周期内高精度测量井下水面的高度的变化以及井下水温等参数,测量 精度全少为5%‰ (7)测量数据可通过U盘读与和删除。 (8)可以修改测井编号,测量次数,采样频率以及压力零点,不仅提高了测量的精度 而且操作功能更加人性化 系统液晶显示主画面和菜单如下图: 测井:MT26N0:01 17.5 深度:0139m气压:888K频率:10 外存:31153 零点:5024内存:XX 2007-03-01(4)17:56:03 图5系统主画面 启动采样测井编号压力零点 数据显示保存外存采样频率 删除文件文件读入时间设置 图6系统菜单画面 我们选用了5m量程的压力传感器,做了几次微水试验,,将试验数据通过U盘考取, 然后在 EXCEL中将数据作图如图7所示。 山国武技论文在线 http://www.paper.edu.cn 10 00.0 图7试验数据 图中,纵坐标为振荡过程的水位,单位为皿,横坐标为振荡时冋,单位为mS。从实际 的试验数据看出,并通过验诎,木系统满足了测量地卜微水的要求,并且获得了用户的认可。 参考文献 []沈珍瑶,谢彤芳.确定含水层渗透系数的微水试验方法.地下水,194年,16卷(1期). [2]厝月綬,孙传友,DS8B20硬件连接及软作编稈.信号与处理,201.12 3」胡大可.MSP430系列单片机C语言程厅设计与开发.北京航天航空大学出版社.20028 ystem detecting grounding water Based on MSP430 Mao Wenming, Yan Sunji, Yin Bin Department of Electric and Engineering, HoHai University, Nanjing, PRC(210098) Abstract This paper provides a system that can detect the grounding water based on MSP430, which has been accepted by the project team. The experimental results testified the effectivity and reliability of using MCU to detect grounding water. The system has some importance in practical applications Keywords: grounding water test; system of water agitation; sensing unit; system of data detecting and storage, USB host storage 作者简介: 茅文铭,男,1982年出生,硕士研究生,主要研究方向是计算机测控技术; 严顺占,男,1982年出生,硕士研究生,主要研宄方向是计算机测控技术; 尹斌,勇1957年岀生,河海人学电气工稈学院硕士研究生导师,主要研宄方向为计算机测 控技术和电力电子技术 -6

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