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基于PIC单片机的远程水泵控制器的设计与实现

吴杉  
【摘要】:我国是农业大国,也是水利大国,水利在国民经济发展中占有举足轻重的地位。国家在“十二五”规划中提出要建设新农村,加强农村饮水安全工程建设,大力推进农村集中式供水。目前,众多的农村集中式供水泵站运行效率教低,仍处于较落后的管理状态,主要依赖于人工操作和已有的操作规程,存在自动化程度低、可靠性不高、工人劳动强度大、资源浪费严重等缺陷,不适应现代化发展的需求。特别是在我国广大山区,由于受地理位置限制,泵房与水池相隔较远,更加增大了监控难度。 本课题针对农村集中式供水应用急需,设计了远程水泵控制器,采用嵌入式微控制器对泵站进行监测与控制,并通过无线通信技术进行数据传输。本文完成的主要研究内容如下: 第一、在方案设计期间,调研了多个省市的集中式供水泵房的运行状况。详细了解泵房供水系统的工艺流程,泵站希望亟待解决的问题。最终确定了本控制器的需求方案。 第二、在确定了需求方案后,经大量查阅泵站运行与管理的技术资料、参考文献,结合所掌握的专业知识分析了水泵控制与检测的技术重点与难点,确定了本控制器的技术可行方案。 第三、采用PIC系列MCU作为整个控制器的核心处理单元,以模块的独立化、接口的多样化、功能的分散化、性能的稳定性与成本的经济性为设计原则,完成了核心处理模块、CPU板、无线通信模块与水位遥测仪模块的硬件电路设计。 第四、根据硬件电路设计软件架构,采用结构化、层次化设计增强系统软件的扩展性,给出具体模块的程序流程图。完成模块内部通信协议的制定,各个子功能模块的程序编写、调试与优化,最终完成整个水泵控制器的软件设计。 第五、最后以工业级标准对水泵控制器进行了严格的测试,并进行了长期的模拟测试。 本文设计的远程水泵控制器具有可靠性高、稳定性好、操作简便、运行成本低、调试与维护方便等特点。试验数据表明,本控制器完全满足规范要求。并最终在贵州、四川、重庆等多个泵站实际投入运行,取得了良好的效益,也进一步验证了设计的可靠性与可行性。本课题工作和控制器的成功设计对农村集中式供水泵站的自动化安全生产、国家“十二五”规划的落实具有重要的现实意义。


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