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摘要：闡述優化設計的超位智能控制系統，實現實時測量、無線藍牙監控液位、智能手機顯示的功能。設計的控制系統利用智能手機、HC-O8完成超聲液位測量，實現藍牙無線傳輸測量數據的效果。

關鍵詞：信息技術，控制技術，液位測量，藍牙傳輸

引言

電子技術在測量技術領域已被廣泛應用，使自動測量能夠實現達到精準性的程度。以此為基礎，因為超聲波具有測距精確性高、受被測介質影響干擾不大的特性，所以在多個領域中被廣泛應用。對于工農業生產領域之中受到性質特殊性的影響，難以將其應用到直接接觸式為主體的傳感器。因此，在超聲液位智能控制系統方面，它與單純的系統之間盡管在原理方面有差距，但是在能量的轉換、轉化以及傳遞方面，能夠較好地實現由超聲波向電腦脈沖動轉換的效果，在對于液體面進行一些特殊測量的時候，僅僅靠單片機這樣的設備進行信息傳統、處理以及編碼等，難以達到理想化的控制功效。所以對于超聲智能測試系統來講，以它作為研究的對象，除了在工業領域應用之外，還可以在化工、農業等其他領域中得到使用，而且對于它的研究能夠提升液位測量系統的測量效果，提升實時控制的效果，提升控制的精確性、準確性等能夠發揮它較強的實用性價值。

1超聲液位智能控制系統的設計方案

1.1系統架構

在本研究中使用的是在AT89C51單片機基礎上的中央處理器作為其主體，進行液位控制工作。這一系統主要由幾個模塊構成：即中央處理模塊、超聲波測距模塊、A/D轉換模塊、報警模塊、顯示模塊、鍵盤輸入模塊以及電機控制模塊組成，其中的核心芯片是AT89C51，使用這樣的傳感技術進行液位測量工作，能夠有效地控制液位，使其更加準確和科學[1]。而現實中，常用的測距方法以及依據的原理有幾個方面：首先要應用超聲波向外界發射相應的測試目標，并且此時開始計時，然后超聲波在傳播過程里通常會受到目標被測物的影響，產生條件反射，在接收器接收到相應的脈沖以后，就會使計時系統停止工作，并且計時器記錄下發身的目標地點、被測量物體反射回來后的時間等。除此之外，超聲波的速度通常會達到340m/s，計算式為S＝vt/2，從其中的就可以測算出發送器到被測量物體兩者之間的實際距離[2]。見圖1。

1.2系統的工作原理

在測量方面。以運用超聲波傳感技術，監控變化的狀況，應用超聲波傳感模塊，對于其結果，應用A/D進行轉換與處理，將其變為電信號，最后將信號傳遞到單片機接收器上。一旦其閾值大于或等于上限時，電機啟動抽水功能，并抽出液體使液面下降的時候，在液位不及規定的高度時，電機排水泵受到發出的指令影響就會使液面進一步上升，從而達到準確、實時、科學控制的目的[3]。就電路角度來看，往往會產生三個狀態，特別是在初始化，低水位、高水位以及正常水位的情況下。傳感器能夠根據水位狀況及時傳輸高水平信號，同時反射給報警系統，并形成通路，為水泵注水。

1.3超聲波測距模塊

以超聲波進行測距工作，是該系統設計中最為核心的技術，最為關鍵的模塊。超聲波采用人耳即能聽到的音頻為基礎，在20kHz的音頻時，人耳往往難以聽到聲波，其聲波可多達到1011Hz，其中具有可傳播性、可接收性、速度快等眾多優點，能夠達到接收反射信號的功效[4]。

2超聲波位智能控制系統的硬件電路設計

2.1主控芯片

超聲波位智能控制系統大都選擇的控制芯片有ATMEL的AT89C51單片機，它具有靈活性的優勢，而且準確性高，還具有可擦除性，通常能夠反復擦除數千次，在處理數據方面具有處理速度快，集成性強的優點，特別是它具有集成CPU和RAM等資源的優點，還能夠集成多個接口以及電路等復雜狀況的優勢，因此能夠滿足外設裝備的應用要求[5]。

2.2超聲波傳感器

控制系統除了能夠對于工業生產中特殊的液體進行有效測量與監控外，還能夠在特殊環境中有針對性的感應環境發生的相應變化情況[6]。當前應用比較廣泛的超聲波傳感器有以下幾種：通用型傳感器、寬頻帶型傳感器、封閉型傳感器、高頻型傳感器。因此，應用封閉性的傳感器，不僅能夠防止其受到封閉性空間的限制，而且在惡劣環境之下進行準確測量，保障其準確性，而且能夠達到有別于其他傳感器測量水平和效果的目的。2.3A/D轉換電路在電路轉換的系統中應用了ADC0808型號的A/D轉換器，并把應用計算機與AT89C51的嵌入式接收器進行連接。

2.4顯示和報警電路

顯示電路包括四個數字顯示器，以字母順發光段的連接器，將其連接到微控制器上的P1端口中，分別標記1、2、3、4等四個數字管，并連接到各個控制器上的P2端口的低4位中形成有效的電路。

2.5電機控制電路

控制電機啟動的時間、啟動的電路結構以及控制等作用的發揮，需要用2N2219放大器，進行電磁繼電器的驅動，在使用了1N4001二極管后再進行連接。通過這樣的運行方式，能夠最終達到干擾、影響、驅動和傳輸的效果，以防止對驅動電路功能效果的目的。見圖2。

3結語

控制好永磁同步的電機滑模觀測系統，要求對與模糊控制結合，設計出相應的模糊滑模觀測器控制的有效策略[7]。它在抗干擾方面的干擾性極強，穩定性極高、數據準確性高的特點。除此之外，積分滑模控制在調適性、自適性以及控制性方面是其他系統難以比擬的，將模糊控制和和積分滑模結合在一起進行控制，不僅能夠提高滑模觀測器有效檢測的效果，還可以提升電機轉子信息的精確性，使滑模控制的準確性和穩定性減低，同時提高抗干擾能力，提升自身對于環境的適應能力[8]。因此，使用仿真對比檢驗的方式，能夠觀測、控制模糊滑模的效果，提高其應用性水平。

參考文獻

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[2]王正陽.液位智能控制系統的設計與實現[D].湖南:湖南大學,2018.

[3]黃俊.高精密液位控制系統的研究與設計[J].電子設計工程,2018,26(05):90-93.

[4]劉志信,王文,郭金妹,黃小群,戴裕龍.安防報警系統在萃取液面控制中的研究與設計[J].科技與創新,2020(10):143-144.

[5]鐘臻峰,金孟加,沈建新.基于分段PI調節器的模型參考自適應永磁同步電動機全轉速范圍無傳感器控制[J].中國電機工程學報,2018,38(04):1203-1211+1297.

[6]龐科旺,馬亞民.船用永磁同步電機參考模型自適應模糊控制研究[J].艦船科學技術,2018,40(03):76-80+105.

[7]王成元,夏加寬,楊俊友.電機現代控制技術[M].北京:機械工業出版社,2006.

[8]朱嶸嘉,紀志成.模糊多參考模型自適應控制及仿真研究[J].系統仿真學報,2005(12):2997-3000+3003.

作者：白琳 單位：黑龍江工商學院