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    18

    3.5液晶显示模块 19

    3.6 RS232、RS485通信模块电路 20

    3.7 PCB设计和加工工艺 22

    3.7.1布线设计 22

    3.7.2电源地和模拟地的处理 23

    3.7.3 PCB加工工艺 24

    3.8 GSM模块的安装 24

    第四章  硬件的调试 26

    4.1 I/V转换芯片调试 26

    4.2 外部精密参考电压芯片调试 28

    4.3单片机最小系统调试 28

    4.4 液晶显示模块调试 28

    4.5 ADC芯片调试 30

    4.6通讯电路调试 32

    4.7系统总体联调 34

    结语 38

    致谢 39

    参考文献 40

    附录 41

    第一章 绪论

    1.1 研究背景及意义

    船闸站水位实时监测是船闸运行管理及船舶安全通航提出的必然要求。船闸调度人员必须时刻关注船闸上、下游及闸室内水位的变化，准确可靠的水位数据使得船舶过闸工序自动化成为可能，从而大大减轻船舶过闸的难度和船闸调度人员的工作强度；同时，船闸站也十分有必要让船民朋友及时掌握随时变化的上、下游水位信息，以便他们主动做出是动身出航还是停航靠岸的选择。然而，目前许多船闸站的水位测量设施陈旧，技术较为落后，自动化程度不够，水位信息准确度不高，有些甚至依靠工作人员观察水标尺刻度，大大影响了船闸运行调度的安全性、经济性与高效性。另外，船闸站大多依靠人工通过广播系统甚至黑板报进行水位消息发布，形式较为单一，人性化程度不高，受众面有限，广大船民想了解船闸实时水位信息较为困难，因此错过了很多最佳过闸时机，给船闸运行调度造成诸多不便。故设计一种面向船闸工程应用的多通道水位实时监测、远程传送及人机交互系统[1]，对改善和提高船闸的水位自动化监测水平，实现船闸站调度的安全运行以及提高过往船舶的人性化服务质量有重要的现实意义。

    1.2研究现状和存在的问题

    1.3 本文的主要内容

    本设计主要研究了一种由多路水位传感器、单片机数据采集模块、远程工控机以及GSM无线通信模块等组成的水位监测及其人机交互系统[3]。在系统总体方案合理、开发及运行成本低廉、软硬件设计切实可行、工作稳定可靠的前提下，可满足船闸多通道水位实时监测及信息发布的要求，在航道及其他水利系统内具有较高的应用推广价值。

     第二章 系统设计

    2.1 设计任务要求 

    2.1.1 设计任务 

    本设计需要设计一种单片机系统，实现将多路液位变送器输出的水位信号经过信号调理电路，然后把模拟信号转化为可被单片机读取的数字信号。单片机读取到多路水位信息之后，通过相关公式把数字量转变了能反映水位实际深度的物理量（标度变换）。随后通过系统的显示模块将水位值直观地显示出来，供使用人员参考。同时，该系统能通过RS232串口线或者RS485现场总线和上位机通讯。

    在上位机端，用VB软件编写的程序可以和单片机系统实时通信。上位机和GSM模块相连，本系统可以根据客户要求实现水位信息的人机交互功能，即主动或自动向指定号码发送水位信息及自动回复包含水位实时信息的短息[3]。

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