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電子論文

基于STC單片機的混凝土智能澆水養護系統設計

時間:2019年06月13日 所屬分類:電子論文 點擊次數:

摘要:隨著電力系統智能電網提出,包括運行、維護、售電、調度等各個環節,基建施工生產作為其中的基礎,智能化發展趨勢也日益顯露其重要之處。基于STC12C5A60S2單片機的混凝土智能澆水養護系統設計,使用環境溫濕度傳感模塊、顯示數據模塊、GSM、通信模塊,

  摘要:隨著電力系統智能電網提出,包括運行、維護、售電、調度等各個環節,基建施工生產作為其中的基礎,智能化發展趨勢也日益顯露其重要之處。基于STC12C5A60S2單片機的混凝土智能澆水養護系統設計,使用環境溫濕度傳感模塊、顯示數據模塊、GSM、通信模塊,連接水泵裝置,對混凝土澆制后初期階段進行養護,在改善質量的同時避免人為操作對工程質量的影響。

  關鍵詞:STC12C5A60S2單片機;溫濕度傳感模塊;顯示數據模塊;GSM模塊;水泵

儀表技術

  混凝土澆制后初期階段的養護非常重要。根據《110kV-750kV架空輸電線路施工及驗收規范》(GB50233-2014)中要求:“日平均氣溫大于等于5℃時,在終凝后12h內開始澆水養護,當天氣炎熱、干燥有風時,應在3h內開始澆水養護,養護時應在基礎模板外側加遮蓋物,澆水次數應能夠保持混凝土表面始終濕潤。

  且外露的混凝土澆水養護時間不宜少于5晝夜。”混凝土澆筑后,如氣候炎熱、空氣干燥,不及時進行養護,混凝土中水分會蒸發過快,易形成脫水現象,會使已形成凝膠體的水泥顆粒不能充分水化,從而會在混凝土表面出現片狀或粉狀脫落。此外,在混凝土尚未具備足夠的強度時,水分過早的蒸發還會產生較大的收縮變形,出現干縮裂紋。

  1本設計系統功能

  本設計將單片機技術應用于較為傳統的混凝土養護施工過程中,通過軟件與硬件結合方式,實現機械化、自動化、智能化的混凝土養護。根據預先設定溫濕度值設定范圍,遠程控制調節水泵噴水周期,現場無需人力澆水現場實施。

  本系統是基于STC12C5A60S2單片機的輸電線路混凝土基礎智能養護裝置,使用DHT11作為現場環境溫濕度傳感模塊,LCD1602作為顯示數據模塊,GSM作為通信模塊,按鍵是用來設定預先數值。通過DHT11溫濕度傳感器進行施工現場溫濕度的采集,單片機STC12C5A60S2進行信息處理,輸出控制信號,控制信號通過控制繼電器控制水泵電源是否通斷,從而完成自動360度旋轉式澆水,并且具有四種控制方式。

  2裝置硬件選型

  芯片的選擇:STC12C5A60S2單片機是宏晶科技生產的單時鐘/機器周期(1T)的單片機。它是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機,指令代碼完全兼容傳統8051,但速度快8-12倍。內部集成MAX810專用復位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉換(250K/S),針對電機控制,強干擾場合。因此在這個系統中采用STC12C5A60S2作為控制芯片。

  顯示器的選擇:在系統的設計過程需要一個顯示基礎施工現場溫濕度值的顯示器。LCD1602是一種專門可以顯示英文字母、阿拉伯數字及符號的點陣型液晶,其能夠同時顯示16*02即32個字符。

  電源的選擇:作為裝置的重要組成部分,電源模塊應便于攜帶,可長時間使用、易于補充及更換,安全可靠。太陽能板可穩定、可靠、安全、經濟的進行整個裝置的供電,并且配備蓄電池,儲存多余電能的同時作為備用電源。

  檢測模塊的選擇:由水位監測模塊液位計,溫濕度監測模塊DHT11,時鐘模塊DS1302三個部分組成。具有易于采購、便于連接,安裝、數據檢測準確、輸出穩定的特點。

  通信模塊的選擇:GSM模塊可用于復雜的施工現場,具有靈敏度高,信號傳遞快的功能。并且由于需要經常更換長期使用,GSM模塊具有性價比高的優點。養護模塊的選擇:用于裝置進行均勻噴水養護的功能,由水泵、噴頭、水管組成。360度旋轉噴頭具有良好的驅動性能,并且小巧輕便、動力輸出合理。

  3裝置結構及軟件仿真

  本系統有電源接口電路、顯示電路、溫濕度,水位檢測電路、繼電器控制潛水泵電路、GSM芯片,蜂鳴器電路、按鍵設置六大部分組成。

  4裝置功能調試

  根據電路原理圖,焊接出實物,在將程序燒錄到STC單片機中。接通電源,改變現場濕度值,觀察水泵是否正常運行。若正常運行則不需要進行硬件的調試工作,反之需要進行硬件的調試。改變裝置的時間設定,觀察水泵是否能按照預先設定值進行噴水養護。通過手機發送相應短信,觀察裝置是否滿足預先設定的功能要求。

  調試步驟如下:(1)檢查電路板電路焊接是否正確及各部件是否松動和安裝正確;(2)用萬用表檢查是否有虛焊、引腳短路現象;(3)測試元件是否毀壞;(4)聯機仿真調試;(5)測試結果及結論。

  5結束語

  混凝土基礎智能養護裝置通過自動澆水裝置,采用現代傳感技術采集施工現場溫濕度數值,應用STC12C5A60S2單片機為控制核心,具有遠程監測、控制、傳輸指令、收集信息、定時噴水的功能。同時,設置了太陽能電池板及蓄電池裝置有效利用清潔能源。混凝土智能澆水養護系統數據測量準確、自動化控制、簡單實用以及體積小便于運輸等優點,具有較強的推廣應用價值。

  參考文獻:

  [1]程捷,何晨.基于單片機的溫濕度檢查系統設計與實現[J].儀表技術,2011(06).

  [2]袁騰,王帥,梅明,姜天華.基于單片機原里的可定時自動澆花器[J].高科技產品研發,2012(07).

  相關期刊推薦:《儀表技術》(月刊)創刊于1972年,由上海市儀器儀表學會;上海儀器儀表研究所等主辦。《儀表技術》1992年機械部優秀科技期刊二等獎;1995年機械部科技期刊二等獎;1997獲優秀期刊三等獎;儀表局科技情報成果一等獎。

  

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