《水塔供水远程自动控制》文献综述_恒压供水系统文献综述

《水塔供水远程自动控制》文献综述由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“恒压供水系统文献综述”。

***大学信息科学与技术学院

毕业设计文献综述

课题名称： 学生姓名： 学 号： 学 院： 专业年级： 指导教师： 职 称： 完成日期：

信息科学与技术学院

二○一四年六月四日 水塔供水远程自动控制系统

文献综述

前言

我国的供水自动化系统发展已初有成效。供水自动化系统主要包括水厂自动化和供水管网调度自动化两个方面。

水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统，水塔供水的主要问题是塔内水位应该始终保持在一定范围内，避免“空塔”、“溢塔”现象发生。传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点，而自动控制原理，基于SMS的远程通信功能，实现变频器的远程开关控制，保持水压恒定以满足用水要求，从而提高了供水系统的质最。而智能控制系统的成本低，安装方便，灵敏性好，是节约水源，方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。

近几十年来，自动控制技术迅猛发展，在工农业生产，交通运输，国防建设和航空，航天事业等领域中获得广泛的应用。随着生产和科学技术的发展，自动控制技术至今己渗透到各种科学领域，成为促进当今生产发展和科学技术进步的重要因素。比如在生活方面的温度调节、湿度调节、自动洗衣机、自动售货机、自动电梯、空气调节器、电冰箱、自动路灯、自动门、保安系统等。在工业方面主要分为两大类：一类是气体、水位、粉体、石油化工制药、轻工食品、建材等行业。需要对温度、压力、物位、流量、成分等参数进行控制。另一类是对己成型材料的进一步加工或者对多种己成型材料的装配，主要控制位移、速度、角度等参数这些都需要应用自动控制学科的知识。

正文

1水位检测

1.1 水位检测现状和发展趋势

在日常生产和生活中常遇到水位的检测问题。从20世纪80年代开始 ,一些发达国家就借助于微电子、计算机、光纤、超声波等高科技使水位自动

计量呈现出集功能、精度和现场于一体的新水平。

近年来，随着工业的发展，计算机、微电子、传感器等高新技术的应用和研究，水位仪表的研制得到了长足的发展，以适应越来越高的应用要求。目前，水位测量技术已经广泛的运用在工业部门和日常检测部门中。例如：水位测量技术在石油、化工、气象等部门的应用。在测量条件和环境来说，有的测量系统被运用在十分复杂的条件与环境中。例如:有的是高温高压，有的是低温或真空，有的需要防腐蚀、防辐射，有的从安装上提出苛刻的限制，有的从维护上提出严格的要求等。这些都大大的提高了对测量技术的要求。所以能实现测量的无接触与智能化是水位测量计现在的主要发展方向。

在现代工业生产中，常常需要测量容器中水位的水位。在一般的生产过程中，水位测量的目的主要是通过水位测量来确定容器里的原料、半成品或产品的数量，以保证生产过程各环节物料平衡以及为进行经济核算提供可靠的依据;另外还为了在连续生产的情况下，通过水位测量，了解水位是否在规定的范围内，从而维持正常生产、保证产品的产量和质量以及保证安全生产。水位的测量在工业生产过程中的作用已经相当重要[1]。

在目前市场上，按测量水位的感应元件与被测水位是否接触，水位仪表可以分为接触型和非接触型两大类[2]。接触型水位测量主要有：人工检尺法、浮子测量装置、伺服式水位计、电容式水位计以及磁致伸缩水位计等。它们的共同点是测量的感应元件与被测水位接触，即都存在着与被测水位相接触的测量部件且多数带有可动部件。因此存在一定的磨损且容易被水位沾污或粘住，尤其是杆式结构装置，还需有较大的安装空间，不方便安装和检修。

非接触型水位测量主要有微波雷达水位计[3]、射线水位计以及激光水位计等。顾名思义，这类测量仪表的共同特点是测量的感应元件与被测水位不接触。因此测量部件不受被测介质影响，也不影响被测介质，因而其适用范围较为广泛，可用于接触型测量仪表不能满足的特殊场合[4][5]，如粘度高、腐蚀性强、污染性强、易结晶的介质。1.2 水位测量的分类

水位计量仪表早期大多采用机械原理,但近年来随着电子技术的应用，逐步向机电一体化发展，并且发展了许多新的测量原理。在传统原理中也渗透了电子技术及微机技术，结构有了很大的改善、功能有了很大的提高。根据

水位位测量所涉及的水位存储容器、被测介质以及工艺过程的不同，水位计类型的选用也不同。在进行水位测量前，必须充分了解水位测量的工艺特点，以此作为水位计设计过程中的参考因素[6]。

如果按照接触方式来划分可以分为，第一种是非接触测量方式的水位仪；第二种是接触测量方式的水位仪。

2串行通信

串行通信是指通信的发送端和接收端之间数据信息的传输是在单根数据线上，以每次一个二进制的0、1为最小单位逐位进行传输[7]。

串行数据传输[8]的特点是：数据传输按位顺序进行，仅需一根传输线即可完成节省传输线。与并行通信相比，串行通信还有较为明显的优点[8][9]：传输距离长，可以从几米到几千米；串行通信的通信时钟频率容易提高；串行通信的抗干扰能力十分强，其信号间的相互干扰完全可以忽略。但是串行通信的传输速度比并行通信慢得多[10]。

正是串行通信的连线少、成本低，因此它在数据采集和控制系统中得到了广泛的应用，产品也是多种多样。2.1 串行通信的工作模式

通过单线传输信息是串行数据通信的基础。数据通常是在两个站(点对点)之间进行传输，按照数据流的方向可分为三种传输模式[11]：单工、半双工、全双工。

2.2 串口通信的方式

串口进行通信的方式有两种[12]：同步通信方式和异步通信方式。同步通信方式要求通信双方以相同的时钟频率进行，而且准确协调，通过共享一个单个时钟或定时脉冲源保证发送方和接收方的准确同步[13][14]，效率较高；异步通信方式不要求双方同步，收发方可采用各自的时钟源，双方遵循异步的通信协议，以字符为数据传输单位，发送方传送字符的时间间隔不确定，发送效率比同步传送效率低。2.2.1同步通信方式

同步通信的通信双方必须先建立同步[15]，即双方的时钟要调整到同一个频率。收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。但这时还有两种不同的同步方式。一种是使用全网同步，用一个非常精确的主时钟对全网所有结

点上的时钟进行同步。另一种是使用准同步[16]，各结点的时钟之间允许有微小的误差，然后采用其他措施实现同步传输。同步通信的好处是传输效率高，传输线布置简单、经济，但同步设备复杂，要获得精准的同步时钟较困难[17]。2.2.2.异步通信方式

异步通信是一种很常用的通信方式。异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然，接收端必须时刻做好接收的准备(如果接收端主机的电源都没有加上，那么发送端发送字符就没有意义，因为接收端根本无法接收)。发送端可以在任意时刻开始发送字符，因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志，即加上开始位和停止位[18]，以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜，但传输效率较低(因为开始位和停止位的开销所占比例较大)[19][20]。3 短消息服务 3.1短消息服务简介

短消息服务SMS(Short Meage Service)[21]是GSM系统中提供的一种短消息实体之间通过短消息服务中心进行的信息收发的方式。短消息服务中心(SMSC:Short Meage Service Center)是独立于GSM网络的一个业务处理系统，主要功能是提交、存储、转发短消息，并完成与PSTN(Public Switched Telephone Network:公用电话交换网)、Internet等网络的互通[22]，以实现来自其他SME(Short MeageEntity)，如人工台/自动台、资讯平台等的短消息的传递需求。按实现方式的不同，短消息业务可以分为点到点短消息业务和小区广播短消息业务。

结论

该课题的提出为解决水塔的远程控制问题，提供了一个科学的可行的试验研究方法，通过水位检测收集到的电信号，作为单片机的控制信号，用SMS短信方式进行人为控制，利用继电器的开启和关闭实现外电路水泵的上水和停止，它可以解决水塔人工启动水泵上水效率低，而且难以把握水位的问题，大大减少了由人工作业的危险性，希望通过本次的研究可以使水塔的远程自动控制变得更加简单、方便，让自动控制更深入的走进人们的生活。

参考文献

[1] 王化祥.自动检测技术[M].北京：北京化学工业出版社，2004.1-9.[2] 秦永烈.物位测量仪表[M].北京：北京机械工业出版社，1978.19-26.[3]A.M.Zaman,H.M.Malano,B.Davidson.Anintegratedwatertrading-allocation model,Applied to a water market in Australia[J].agricultural water management,2009(06).[4] Brown J, Shipman B, Vetter R.SMS: The Short Meage Service.Computer [J] 2007,(12):106-110.[5] 孙晓松，傅先凤，何志明.远程供水监控系统设计[J]，计算机测量与控 制，2005.13(4):335一337 [6] 彭世琪.国外节水农业技术发展特点和趋势[J].中国农技推广,2001(04).[7] David Molden.Water

responses

to

urbanization[J].Paddy

water Environ,2007(05).[8] 姚予疆.通信设备接口协议手册[M].2005.[9] 王华.水塔液位远程无线控制系统的研发[J].华章，2011(21).[10]王建国.浅谈对PLC自动控制系统可靠性的认识[J].今日科苑.2009(24)[11] 赵炯等.串行数据传输协议的剖析研究.计算机工程.2004，5.[12] 姚予疆.通信设备接口协议手册[M].2005.[13]童瑞华，利用手机模块实现短消息，中国计算机世界，2001.9 [14]王本年，深入分析串口通讯，计算机编程技巧与维护，2000.12 [15]江红，熊思民，短消息业务SMS，重庆邮电学院学报，2001.6 [16]张云，基于GSM的短消息业务协议分析，无线通信技术，2001 [17]刘涛，基于手机模块TC35的单片机短消息收发系统，电子技术，2003.3 [18]朱光喜，张耀华，如何解析GSM短消息，通信技术，2003.3 [19]王晋海，刘光昌，短信息服务SMS的开发，计算机工程与设计，2003.7 [20]施寒潇，吕强，一个SMS增值应用系统，计算机工程，2003.9 [21] Brown J, Shipman B, Vetter R.SMS: The Short Meage Service.Computer [J]2007,(12):106-110.[22]崔福义，李圭白.城市供水系统监控和自动化技术设备情况介绍[R ].2001 年全国水处理自动化控制学术研究会年会，2001-5-9

[23]杨波.供水调度系统的沿革与发展[EB/OL ]，中国IC卡水表网，2010年10月 [24]王德毓，甘金瓶.供水系统计算机监控设计[J]，辽宁工程技术大学学报.