基于HDS10的水位檢測硬件設計

摘要：隨著無線通信技術、傳感器技術、信息采集和處理技術的飛速發(fā)展，無線傳感網(wǎng)絡能夠?qū)崟r地監(jiān)測、感知、采集和處理各種環(huán)境的信息并傳送這些信息到需要的用戶處。因此無線傳感網(wǎng)絡在國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐救災等領域，本文對基于水位檢測電路的研究。

關鍵詞：水位檢測;傳感器;采集

我國的水位測量技術一直不夠成熟，以往檢查水位多采用人工的方式去檢測，這樣需要比較大的勞動量和檢測成本，效率較低。經(jīng)常在日常的生產(chǎn)模式中，由于沒有能夠及時地反饋水箱內(nèi)部的水位具體位置，從而延遲了對水箱內(nèi)部水量的控制，這樣長久以往的監(jiān)測方式使得水箱的水量過多了或者是無法及時補充水量，從而導致水資源的浪費，甚至使得生產(chǎn)中出現(xiàn)異常與變動。因而可以利用先進的單片機技術設計一種系統(tǒng)來實現(xiàn)對水位的實時檢測，這種系統(tǒng)對工業(yè)生產(chǎn)或者農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的水位進行調(diào)整與控制方面有很大的意義。

一、HDS10結(jié)露傳感器介紹

1.結(jié)露傳感器的構(gòu)造：它是由樹脂和導電粒子形成感濕膜，當水份被吸著時，使導電粒子間隔擴大而使電阻急速上升，此類傳感器的結(jié)構(gòu)，同樣是進入梳形狀電極印在陶瓷基板上，但是上面覆蓋的感濕層則是由親水性的丙烯酸樹脂和炭素粉燒結(jié)而成的。

2.結(jié)露傳感器的功能：結(jié)露傳感器和其它的濕度傳感器不同，它的感濕情況在低濕范圍時變化不明顯，但相對濕度達94%RH以上時，電阻將急速增加，到相對濕度在100%RH時，電阻值趨向∞，此時稱為結(jié)露。

3.結(jié)露傳感器的使用注意事項：使用結(jié)露傳感器，還有一點必須注意的就是它的周期負載特性，它受時間的影響并不是很大，由此看出其可靠度試驗的結(jié)果，使用壽命時間相當長，但若使用在特殊環(huán)境如：有高濃度瓦斯、塵埃時必須外加過濾器，以增加其可靠度。

二、水位檢測硬件電路設計原理圖

1.水位檢測硬件電路設計原理圖

2.水位檢測電路的工作過程分析：如上圖 1所示，P1 連接 HDS10 結(jié)露傳感器，KG1 連接單片機的引腳，并在程序設置該引腳為上升沿中斷，工作原理：當 HDS 處于干燥環(huán)境時，其電阻值為 5kΩ左右，P1 的 1、2 引腳導通，且此時 KG1 的電壓為結(jié)露傳感器（相當于 5kΩ）電壓值，而當HDS10 濕潤度達到閾值時，其電阻值增大至 200kΩ，結(jié)露傳感器兩端電壓值迅速增大到3.0V，此時 KG1 處的電平跳變?yōu)楦唠娖?，單片機監(jiān)測到上升沿中斷，單片機監(jiān)測到上升沿中斷，經(jīng)過信息判斷處理后通過無線通信模塊 BC95 發(fā)送水位溢出報警信息給監(jiān)控平臺，從而提示搶險維修。

三、水位檢測傳感器測試

1. 結(jié)露電阻型傳感器的測試參數(shù)

結(jié)露電阻型傳感器，具有優(yōu)良的線性、能耗低、測量范圍寬、響應速度快、抗力強、性能穩(wěn)定、性價比高等優(yōu)點，如下表 1 為該傳感器的主要技術參數(shù)指標。

2.結(jié)露傳感器HDS10上位機的水位報警測試

采用結(jié)露電阻HDS10被動水位檢測來對井下水位進行實時監(jiān)測，避免井下水位過高，影響路面通行。對于水位的檢測采用的是被動測量水位，結(jié)露電阻檢測到周圍環(huán)境潮濕是則會發(fā)出報警信息，具體如下圖2所示。

參考文獻

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作者簡介：馬薪顯1987年11月17日-，男，遼寧遼陽人，碩士，遼寧建筑職業(yè)學院機電工程學院講師，主要研究方向為控制工程領域。

（遼寧建筑職業(yè)學院 ?遼寧 ?遼陽 ?111000）