一种基于stm32的智能排水系统
技术领域
1.本发明涉及一种排水器，特别涉及一种基于stm32的智能排水系统设计。
背景技术：2.排水器的种类较多，现如今，市场上的排水器的功能大多是非常单一的，尤其是城市中下水道排水系统，它的价格非常高昂，令大多数消费者都难以接受。
3.对此需要设计一种价格相对便宜、功能相对完善的智能排水系统。
技术实现要素：4.本发明的目的在于提供一种基于stm32的智能排水系统设计，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于stm32f103单片机，用了水位检测传感器、串口模块、蜂鸣器、继电器结合水泵组成。该系统中道路积水在线监测系统，通过压强水位传感器采集下水道水位数据，并通过多水泵分段调节水位，通过串口设备将采集到的数据通过电气连接方式传输，并完成数据采集、上传、调用、分析、存储、在线显示等工作。并可通过设备主机或配套的蜂鸣器、警示灯、oled屏等设备实现道路积水时的声光报警，当水位达到主机设定警示值时，可通过继电器控制实现声光报警和自动水泵控制分段调剂水位。压强探头适用于长期在污水井下对各种管道、明渠等进行测量，并自动记录瞬时液位。数据连接线缆与工控电脑等直接相连，可长期处于潮湿、存在一定腐蚀性的地下污水管道中工作，特别是在污水浸没和溢流情况下，系统可继续使用寿命不受影响。系统由电池供电或家庭电源供电，满足野外环境或城市要求。
6.作为本发明的一种优选技术方案，主控芯片使用了stm32f103rc芯片。
7.作为本发明的一种优选技术方案，利用由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成的压力水位传感器采集下水道水位数据。
8.作为本发明的一种优选技术方案，由串口设备将采集到的数据通过电气连接方式传输，并完成数据采集、上传、调用、分析、存储、在线显示等工作，串口通讯是嵌入式系统中一种重要的数据通信接口，其基本功能是充当cpu与串行设备之间的代码转换器，波特率选择115200。
9.作为本发明的一种优选技术方案，设备主机或配套的蜂鸣器、警示灯，oled屏等设备实现道路积水时的声光报警。
10.作为本发明的一种优选技术方案，使用具有低功耗、响应速度快、较宽的视角、能实现高分辨率显示、宽温度特性的oled来进行屏幕显示。
11.作为本发明的一种优选技术方案，使用3l的透明水桶作为装载环境，内部搭起一个平台支架安装三个水泵引出水电连接引线，水位传感器连接着一根细水管作为水位测量，出于优先保证水位数据稳定性、准确性的目的将水管尾端置于水桶底部。整体系统搭建在桶盖上，做了一定的垫高和隔离防止水桶液体溢出也不会产生短路漏电的危险。
12.作为本发明的一种优选技术方案，使用电源采用dc接口的5v、2a电源适配器供电，通过5v转3.3v电源降压模块给核心板提供3.3v电源。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种基于stm32的智能排水系统设计，具有操作方便、功能相对齐全和价格便宜的特点，具体地说：
14.本智能排水系统设计在传统的排水系统设计的结构基础上进行增进创新，用stm32单片机进行设计，系统总体方案包括前端的监控设备实现数据实时采集，数据采集设备部分包含压力传感器对下水道水位采集，采集设备可以采用电池供电或接入市电，当水位达到主机设定警示值时，可通过主机的继电输出控制实现声光报警和自动水泵控制分段调节水位。另外主机将采集数据通过电气连接，串口传输到上位机并将实时数据oled显示屏上显示，监控展示平台软件单片机调用数据在串口界面做展示。这样子，我们就可以直观、准确的掌握水位情况。“易懂、灵活、简单”是本次设备最大的特点；并且，它还有“智能性高、性价比高、稳定、安全”等加分项，这一款小功率的基于stm32单片机技术的智能排水系统，对现代人的需求绝对吻合。
附图说明
15.图1、图2为本发明的实物图；
16.图3为本发明中局部刻度图(三条刻度从下至上分别为水位1、水位2、水位3)；
17.图4为本发明的总体框图；
18.图5为本发明的流程。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.请参阅图1-5，本发明提供了一种基于stm32的智能排水系统设计，包括单片机开发板，板子上有芯片、oled屏、继电器、水位压力传感器、蜂鸣器、电源接口等，它连接着外部装载模块。
21.其中，设计使用了stm32f103rc芯片，具有低功耗、多功能、易使用、多任务等特点。
22.其中，敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成的压力水位传感器模块采集下水道水位数据，可以将各种非电量(包括物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量(一般为电量)。它具有简单的数字控制和串行通信：所有控制均通过引脚输入，并且无需对片内寄存器进行编程等。
23.其中，基于单片机的智能排水系统里面用的串口模块，由串口设备将采集到的数据通过电气连接方式传输，并完成数据采集、上传、调用、分析、存储、在线显示等工作，串口通讯是嵌入式系统中一种重要的数据通信接口，其基本功能是充当cpu与串行设备之间的代码转换器，波特率选择115200。
24.其中，显示屏模块使用具有低功耗、响应速度快、较宽的视角、能实现高分辨率显示、宽温度特性的oled来进行屏幕显示。
25.其中，声光报警模块由设备主机或配套的蜂鸣器、警示灯，oled屏等设备实现道路积水时的声光报警。
26.其中，使用3l的透明水桶作为装载环境，内部搭起一个平台支架安装三个水泵引出水电连接引线，水位传感器连接着一根细水管作为水位测量，出于优先保证水位数据稳定性、准确性的目的将水管尾端置于水桶底部。整体系统搭建在桶盖上，做了一定的垫高和隔离防止水桶液体溢出也不会产生短路漏电的危险。
27.其中，我们使用电源采用dc接口的5v、2a电源适配器供电，通过5v转3.3v电源降压模块给核心板提供3.3v电源，按下开关按钮就能实现系统的通电和整体回路的完成。
28.工作原理：
29.系统运行工作就是对数据的检测和处理，首先各模块会实现初始化管脚信息，这有利于系统的后续操作以及机器自检工作。系统运行为了确保每次使用时数据都准确，避免硬件失误，在每次展示效果前都要根据oled显示的实时监测ad数和环境水位对系统进行参数初始化，包括当前大气压ad、当前水位ad，范围水深数，最终系统根据以上公式计算出单位水深ad数、当前水深。
30.进行了以上参数初始化后得到精确反馈的数据，即可通过上位机开启进行自动化排水，自动化流程为：到达水位1，水泵1工作，未达到关闭；到达水位2，水泵2工作，未达到关闭；到达水位3，蜂鸣器响，全部水泵工作，并且水位下降到水位1才停止蜂鸣器和水泵，。
31.上位机手动调控可自由选择水泵、蜂鸣器工作，查询当前各种数据参数，包括但不限于：当前水深、当前水深ad、大气压ad。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种基于stm32的智能排水系统设计，其特征在于，用了基于stm32f103单片机，用了水位检测传感器、串口模块、蜂鸣器、继电器结合水泵组成。完成了以下功能：通过压强水位传感器采集下水道水位数据，并通过多水泵分段调节水位；通过串口设备将采集到的数据通过电气连接方式传输，完成数据采集、上传、调用、分析、存储、在线显示等工作；通过设备主机或配套的蜂鸣器、警示灯、oled屏等设备实现道路积水时的声光报警，当水位达到主机设定警示值时，可通过继电器控制实现声光报警和自动水泵控制分段调剂水位；压强探头适用于长期在污水井下对各种管道、明渠等进行测量，并自动记录瞬时液位；数据连接线缆与工控电脑等直接相连，可长期处于潮湿、存在一定腐蚀性的地下污水管道中工作，特别是在污水浸没和溢流情况下，系统可继续使用寿命不受影响；系统由电池供电或家庭电源供电，满足野外环境或城市要求。2.根据权利要求1所述的一种基于stm32的智能排水系统，其特征在于：使用了stm32f103rc芯片，具有低功耗、功能相对齐全、易使用等特点。3.根据权利要求1所述的一种基于stm32的智能排水系统，其特征在于：利用由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成的压力水位传感器采集下水道水位数据。4.根据权利要求1所述的一种基于stm32的智能排水系统，其特征在于：由串口设备将采集到的数据通过电气连接方式传输，并完成数据采集、上传、调用、分析、存储、在线显示等工作，串口通讯是嵌入式系统中一种重要的数据通信接口，其基本功能是充当cpu与串行设备之间的代码转换器，波特率选择115200。5.根据权利要求1所述的一种基于stm32的智能排水系统，其特征在于：设备主机或配套的蜂鸣器、警示灯，oled屏等设备实现道路积水时的声光报警。6.根据权利要求1所述的一种基于stm32的智能排水系统，其特征在于：使用具有低功耗、响应速度快、较宽的视角、能实现高分辨率显示、宽温度特性的oled来进行屏幕显示。7.根据权利要求1所述的一种基于stm32的智能排水系统，其特征在于：使用3l的透明水桶作为装载环境，内部搭起一个平台支架安装三个水泵引出水电连接引线，水位传感器连接着一根细水管作为水位测量，出于优先保证水位数据稳定性、准确性的目的将水管尾端置于水桶底部。整体系统搭建在桶盖上，做了一定的垫高和隔离防止水桶液体溢出也不会产生短路漏电的危险。8.根据权利要求1所述的一种基于stm32的智能排水系统，其特征在于：使用电源采用dc接口的5v、2a电源适配器供电，通过5v转3.3v电源降压模块给核心板提供3.3v电源。按下开关按钮就能实现系统的通电和整体回路的完成。电源模块首要任务为筛选不稳定电压。
技术总结本发明公开了一种基于STM32的智能排水系统设计，包括单片机开发板，排水系统由串口、水位检测传感器、蜂鸣器、继电器、OLED屏、电源、水泵等模块组成的，在排水的过程中，通过水位传感器采集下水道水位数据，并通过多水泵分段调节水位，通过串口设备将采集到的数据通过电气连接方式传输，并完成数据采集、上传、调用、分析、存储、在线显示等工作。并可通过设备主机或配套的蜂鸣器、警示灯、OLED屏等设备实现道路积水时的声光报警，系统要求电池供电或家庭电源供电，满足野外环境或城市要求。满足野外环境或城市要求。满足野外环境或城市要求。
技术研发人员：朱宗玖 赵艺伟 王艺杭 何盼霞 张琳 贾瑾茵 张金润
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：2022.04.18
技术公布日：2022/7/5
