广西壮族自治区产品质量检验研究院
摘要：在建筑工程技术不断发展的今天，我国的建筑行业施工质量已经取得了前所未有的提升，与之配套的各种技术及设备也迎来了长足进步，共同为住户提供强有力的、高质量的居住支持。但是问题在于，水塔水位检测技术及自动化控制技术自始至终都存在一定的欠缺，自动控制效果比较差、检测准确度不足等问题，严重影响着楼宇供水系统的应用效果。为此，有必要结合自动化技术及电力控制技术等，设计一套有效的楼宇水塔水位检测与抽水自动控制系统。
关键词：楼宇水塔；水位检测；抽水自动控制系统
引言
中国特色社会主义现代化建设不断取得新发展，大批量的农村人口不断涌入城市地区生活和学习，这给原本就捉襟见肘的城市居住建筑面积带来了新的挑战，在这种情况下企业纷纷加大开发力度、在房地产建设方面取得了一定成效。但随着建筑规模的不断提升、随着建筑层数的不断增长，过去未曾暴露出来的楼宇水塔水位检测与抽水问题逐渐出现在人们的视野当中，给住户带来了一定的负面体验。在这种情况下，对楼宇水塔水位检测与抽水自动控制系统进行深入研究，显然具有不可忽视的重要意义。
1研究背景
在高新技术不断发展的今天，自动化技术已经成为各行各业中最常见的、应用频率最高的一种现代化技术，它的出现和应用，有效地改变了过去控制技术应用模式，特别是在水塔水位的检测及控制当中，自动化技术解决了过去人为操作存在的一系列问题，使操作难度大、人为失误率高、灵敏度不足等问题迎刃而解，这完全符合现代化技术发展的人性化原则。楼宇水塔水位检测与抽水自动控制系统的应用，使无人监控无人操作状态下的自动化抽水供水成为现实，能够保证水塔内部的水位稳定性，避免水位不足或者是水位过高外溢等问题，确保高层建筑、机关单位、工厂的供水稳定性。
2系统工作原理
2.1控制原理
在实际水位比水位线更低的情况下，系统中配置的压力传感器能够把这个信号传递到控制器，而控制器此时可执行打开水泵开关的指令。水泵在接受指令后即时开始运转，使水塔中的水位逐渐上升，在水位上升到一定位置的情况下，固定水位线位置的传感器将浸水信号传递给控制器，控制器可执行关闭水泵开关的指令，使水泵停止运转，此时即可完成一个自动检测水位、自动开关水泵、自动抽水上水的循环。这个循环在实际应用中不断往复，就实现了楼宇水塔水位检测与抽水自动控制。
2.2工作原理
将系统接入标准化电源以后，借助开关按键控制电路中的开关，确定传感器传递信号的最大水位值和最小水位值。在水位进入低水位范围内以后，压力传感器中的低水位线将呈现未接通状态，此时加在复位电路上第九脚RST的高电平输入单片机的相应接口，ADC0832与单片机的接口处安装有A/D转换芯片，此芯片投入应用以后，可根据控制器指令传输CLK时钟脉冲，而后再将模拟信号转变成数字信号，在这个情况下，单片机将会把实际水位线与标准水位线进行比对，并在相关接口处输出低电平，使蜂鸣器运行并发出报警，继电器根据单片机指令闭合开关，接通标准化电源，水泵在电压充足的情况下可顺利运行，并顺利地给楼宇水塔补水。相反地，在实际水位线位于高水位区间时，压力传感器探测线接通并向单片机输入高电平，A/D芯片同样会将模拟信号转变成数字信号送入单片机，而后单片机将接收到的信号传输到相关接口，继电器在低电平状态下无法接通开关，水泵也就无法得到标准化供电，此时水泵将会停止运行不再向水塔当中供水。另外，在实际水位线保持正常数值的时候，水泵电机不能运行、蜂鸣器不发出警报，整个系统处于稳定停运状态。
3硬件设计
3.1 MCU主控芯片AT89S52
经过一系列的分析以后，确定本次楼宇水塔水位检测与抽水自动控制系统的主控芯片为AT89S52芯片，它的优势在于能够兼容8051内核指令，并具有更加稳定的运行性能、更加突出的驱动效果、更加低廉的运营成本以及更加便宜的设备价格，在很多自动化控制系统当中都有使用，整体应用效果非常可观。相对于过去常用的89系列主控芯片而言，这种芯片的引脚也更加完善，能够在多周期运转的系统当中发挥更加稳定的作用。
3.2信号继电器
为保证楼宇水塔水位检测与抽水自动控制系统的运行稳定性及精准度，设计人员可对市面常见的信号继电器性能进行综合分析，并根据继电器的使用需求——即开关需求——确定继电器型号。
3.3系统功能电路的组合
第一，最小系统电路。单片机的最小系统可分成复位电路及晶振电路两部分，其中复位电路为单片机的核心和运行基础，能够在感知到水位线数字信号的时候传达复位指令。而晶振电路则可以理解为单片机的动力来源，其为单片机传递指令提供基础性动力。第二，蜂鸣器报警电路。蜂鸣器的报警功能非常简单，利用三极管PN2222就能实现，这种三极管属于NPN三极管，在接口接收到高电平以后，三极管不能接通、因此无法发出警报，相反地，在接收到低电平以后，三极管顺利接通，蜂鸣器可以顺利发出警报。第三，继电器控制水泵加水电路。此电路的运行原理非常简单，在水塔当中的实际水位线比标准水位线更低的时候，单片机会向接口发送高电平，此时三极管可顺利接通，进而使水泵进入运行状态，为水塔进行补水。最后，按键控制电路。此电路的原理比较容易理解，其主要是直接与接地网相连接，在按键保持切断的情况下，电路无法顺利接通，因此单片机接收不到信号，此时引脚及单片机将会形成电平差，在信号发生变化后方可运行。
4软件设计
第一，程序设计。所谓的程序设计指的就是利用计算机语言，将需要处理和运行的过程表达出来，根据常见选择，楼宇水塔水位检测与抽水自动控制系统的源代码为C语言编写而成，系统驱动选择LCD1602液晶驱动子程序。系统原理图的绘制等也都选择现下常见绘制模式。第二，程序流程图。在系统接入电源以后，顺利开始初始化过程，液晶显示器工作并快速进入主程序运行状态，工作人员可借助按键设置水位标准线，而后压力传感器将自动确定目前水塔内的水位高度，再通过转换芯片、单片机等一系列设备完成水位比较及信号传输。在水位明显不足的情况下，蜂鸣器将接入电路顺利运行并发出持续五秒以上的警报，水泵此时进入运行状态并在水位达标准水位线时停止补水。在水位处于标准水位线最高值及最低值中间时，楼宇水塔水位检测与抽水自动控制系统不运行、直至水位消耗到最低水位线以下，进行下一次循环。
结语
建筑事业的高度发展、现代科技的巨大进步，都使人们的生活居住条件大幅度改善，过去人工操作才能实现的一些控制目标，在今天已经能够通过自动化控制技术实现，这显然能够解决人为操作存在的问题，并时刻保证控制效果。具体来说，楼宇水塔水位检测与抽水自动控制系统的应用，恰恰验证了这一点，它从根本上提升了供水抽水的效率及及时性。文中设计方案仅为楼宇水塔水位检测与抽水自动控制系统的一种思路，在今后的工作中有关人员可对此课题进行进一步研究，尽早实现该系统的设计及落实，提升楼宇水塔水位检测与抽水稳定性。
参考文献：
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