基于STM8S微处理器的水泵监测系统的制作方法

文档序号:14894955发布日期:2018-07-07 22:39阅读:499来源:国知局

本实用新型涉及水泵监测系统领域,尤其涉及一种基于STM8S微处理器的水泵监测系统。



背景技术:

水泵是一种抽送液体水的机械,它在动力机械的带动下,能把水液体从低处抽送到高处和远处,为生产服务。水泵的用途很广,除了农业灌溉和排涝外,国民经济的各个部门差不多都要应用它,如石油化工、动力工业、城市供水排水、矿井排水、水利工程施工和城市建设等。

水泵的基本工作原理是依靠高速旋转的叶轮,使水快速旋转,旋转的水在离心力的作用下从叶轮中飞出去,泵内水被抛出后,叶轮的中心部位会形成真空区域,水源的水在大气压的作用下将会被压入水泵中,如此循环往复,便实现了抽水的目的。叶轮的旋转主要靠电动机,水泵内部与大气压隔绝主要靠水泵的轴封。因此,为了保证水泵能够正常工作,需要对电机和轴封进行监测。对于电机的监测主要是温度监测,电机温度过高可能会导致电机损坏,水泵无法抽水;对于轴封的监测主要是漏水监测,轴封漏水会导致水泵內外压差一致,水泵同样无法抽水。现在这方面的检测大多需要工人亲自检测。



技术实现要素:

针对上述现有技术中的不足,本实用新型提供一种基于STM8S微处理器的水泵监测系统,能够自动将水泵的电机温度和轴封漏水信息发送到上位机,在不需要工作人员亲自检查水泵的情况下,达到对水泵监测的效果,具有很高的实时性。

为了实现上述目的,本实用新型提供一种基于STM8S微处理器的水泵监测系统,包括一STM8S微处理器、一温度检测机构、一漏水检测机构和一通讯机构;所述温度检测机构、所述漏水检测机构和所述通讯机构分别与所述STM8S微处理器电连接。

优选地,所述温度检测机构包括一温度传感器和一第一电阻,所述第一电阻连接于所述STM8S微处理器和所述温度传感器的一第一输入/输出端之间,所述第一输入/输出端还连接一电压输入端;所述温度传感器的一第二输入/输出端连接所述STM8S微处理器;所述温度传感器的一接地端接地。

优选地,所述温度传感器采用DS18B20数字温度传感器。

优选地,所述漏水检测机构包括一电压比较器和一漏水检测线,所述漏水检测线连接所述电压比较器,所述电压比较器连接所述STM8S微处理器。

优选地,所述电压比较器采用LM393电压比较器。

优选地,所述漏水检测机构还包括一第二电阻、一第三电阻、一第四电阻和一第五电阻;所述第二电阻的第一端连接所述电压输入端,所述第二电阻的第二端连接所述漏水检测线的第一端和所述电压比较器的一反向输入端,所述漏水检测线的第二端接地;所述第三电阻的第一端连接所述电压输入端,所述第三电阻的第二端连接所述第四电阻的第一端和所述电压比较器的一正向输入端,所述第四电阻的第二端连接所述电压比较器的一接地端,所述电压比较器的所述接地端接地;所述第五电阻的第一端连接所述电压输入端,所述第五电阻的第二端连接所述电压比较器的输入端,所述电压比较器的输出端连接所述STM8S微处理器。

优选地,所述通讯机构包括一GSM/GPRS芯片和两第六电阻,所述GSM/GPRS芯片的一输入端和一输出端分别通过一所述第六电阻连接所述STM8S微处理器。

优选地,所述GSM/GPRS芯片采用SIM800C芯片。

本实用新型由于采用了以上技术方案,使其具有以下有益效果:

本实用新型通过STM8S微处理器、温度检测机构、漏水检测机构和通讯机构的配合,不仅可以准确监测水泵电机温度和轴封漏水信息,而且不需要工作人员亲自到施工现场检查水泵运行状况,节省了人力资源,同时也大大提高了水泵监测的实时性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的基于STM8S微处理器的水泵监测系统的总体结构示意图;

图2为本实用新型实施例的STM8S微处理器的引脚分配示意图;

图3为本实用新型实施例的温度检测机构的电路接线示意图;

图4为本实用新型实施例的漏水检测机构的电路接线示意图;

图5为本实用新型实施例的通讯机构的电路接线示意图;

图6为本实用新型实施例的温度检测机构的工作流程示意图;

图7为本实用新型实施例的通讯机构的工作流程示意图。

具体实施方式

下面根据附图1~图5,给出本实用新型的较佳实施例,并予以详细描述,使能更好地理解本实用新型的功能、特点。

请参阅图1和图2,本实用新型实施例的一种基于STM8S微处理器的水泵监测系统,包括一STM8S微处理器1、一温度检测机构2、一漏水检测机构3和一通讯机构4;温度检测机构2、漏水检测机构3和通讯机构4分别与STM8S微处理器1电连接。

STM8S微处理器1是整个产品的控制核心,用于温度检测机构2和漏水检测机构3数据的读取,然后通过控制通讯机构4将读取的数据发送至上位机,达到对水泵监测的效果。

STM8S微处理器1是个高度集成的芯片,每个引脚可实现不同功能,在设置时需要对引脚分配,本实施例中,选择16、19、30和31号引脚完成STM8S微处理器1与其它模块之间的数据传输。

请参阅图1和图3,温度检测机构2包括一温度传感器21和一第一电阻R1,第一电阻R1连接于STM8S微处理器1和温度传感器21的一第一输入/输出端之间,第一输入/输出端还连接一电压输入端VCC;温度传感器21的一第二输入/输出端连接STM8S微处理器1;温度传感器21的一接地端接地GND。本实施例中,温度传感器21采用DS18B20数字温度传感器。

DS18B20数字温度传感器是一款可编程分辨率的单总线数字温度计,具有价格低廉、体积小等优点。DS18B20数字温度传感器的性能参数有:①测温范围为-55~+125℃;②在-10~+125℃范围內精确度为±5℃;③温度计分辨率可以被选择为9~12位;④最多在750ms內将温度转换位12位数字;⑤无须外部器件,可通过数据线供电,供电范围为3.0V到5.5V。

请参阅图1和图4,漏水检测机构3包括一电压比较器31和一漏水检测线32,漏水检测线32连接电压比较器31,电压比较器31连接STM8S微处理器1。本实施例中,电压比较器31采用LM393电压比较器。

其中,漏水检测机构3还包括一第二电阻R2、一第三电阻R3、一第四电阻R4和一第五电阻R5;第二电阻R2的第一端连接电压输入端VCC,第二电阻R2的第二端连接漏水检测线32的第一端和电压比较器31的一反向输入端,漏水检测线32的第二端接地;第三电阻R3的第一端连接电压输入端VCC,第三电阻R3的第二端连接第四电阻R4的第一端和电压比较器31的一正向输入端,第四电阻R4的第二端连接电压比较器31的一接地端,电压比较器31的接地端接地GND;第五电阻R5的第一端连接电压输入端VCC,第五电阻R5的第二端连接电压比较器31的输入端,电压比较器31的输出端连接STM8S微处理器1。

水的阻值一般在800K~3M欧姆的范围,不同的水阻值会有不同。漏水检测机构3根据水的这一特性设计而成,将漏水检测线32和阻值大小为几十兆欧姆的电阻串联在一个电路中,当漏水检测线32表面没有水时,它的阻值几乎无限大,其两端电压几乎为电源电压,输入设有阈值电压比较器31,电压比较器31会输出一个高电平电压;漏水检测线32对水特别敏感,当有水时,其阻值将会等于水的阻值,此时其两端电压将会降低。当漏水检测线32检测到水时,电压比较器31会输出一个低电平;当漏水检测线32未检测到水时,电压比较器31会输出一个高电平。根据电压比较器31输出电平的高低,即可判断是否存在漏水现象。

LM393电压比较器的性能参数有:①精度高;②可以单电源供电,电源电压范围宽;③功耗小;④失调电压低;⑤输出电平兼容TTL和CMOS逻辑系统。

请参阅图1和图5,通讯机构4包括一GSM/GPRS芯片41和两第六电阻,GSM/GPRS芯片41的一输入端和一输出端分别通过一第六电阻连接STM8S微处理器1。本实施例中,GSM/GPRS芯片41采用SIM800C芯片。

GSM/GPRS芯片41由SIMCOM公司的工业级四频GSM/GPRS模块——SIM800C芯片构成,该芯片为一款紧凑型产品,完全采用SMT封装形式,其性能稳定,性价比高,可以低功耗实现数据信息的GPRS传输。SIM800C芯片的性能参数有:①支持RS232串口和LVTTL串口通信;②GPRS数据上行传输速率:最大85.6kbps;③GPRS数据下行传输速率:最大85.6kbps;④支持通常用于PPP连接的PAP(密码验证协议);⑤内嵌TCP/IP协议;⑥支持分组广播控制信道(PBCCH)。

SIM800C芯片是一个高度集成的芯片,引脚众多且不同引脚有不同的功能,在本实施例中根据需要选择了其1和2引脚与STM8S微处理器1进行数据传输。

本实用新型的一种基于STM8S微处理器的水泵监测系统,能够自动将水泵的电机温度和轴封漏水信息发送到上位机,在不需要工作人员亲自检查水泵的情况下,达到对水泵监测的效果,具有很高的实时性。

其中,温度检测机构2不能独立工作,STM8S微处理器1需下达命令后才能从温度检测机构2获取温度信息;漏水检测机构3可独立工作,STM8S微处理器1不需对其进行控制便可得到漏水信息;STM8S微处理器1获取的温度信息和漏水信息,可通过控制通讯机构4发送至上位机。

请参阅图1和图6,由于DS18B20数字温度传感器首先需要复位,然后才能将检测的温度转化为二进制数据,STM8S微处理器1对DS18B20数字温度传感器下达复位命令,当复位成功后,DS18B20数字温度传感器会进行回应,STM8S微处理器1才对该DS18B20数字温度传感器执行其他命令,否则一直执行复位命令;当复位完成后,STM8S微处理器1可对DS18B20数字温度传感器下达温度转换命令,然后读取DS18B20数字温度传感器检测到的温度数据。

请参阅图1和图7,通讯机构4在向上位机发送数据之前,必须先和对方建立可靠的连接,从发送AT+CGCLASS="B"命令至发送连接IP地址和端口号,目的是为了是通讯机构4与上位机之间建立一个TCP连接,TCP是一种基于连接的协议,是一种可靠的数据传输方式;然后,STM8S微处理器1可控制通讯机构4向上位机发送数据。

从总体的角度来说,STM8S微处理器1先控制通讯机构4,使其与上位机建立可靠的TCP连接,以便后续能够发送数据至上位机;然后控制温度检测机构2,读取电机温度数据;接着,直接读取轴封漏水与否数据;最后,将电机温度数据和轴封漏水与否数据发送至上位机,如此循环往复,达到了对水泵监测的目的。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而,实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定,本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

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