基于51单片机的水下设备漏水检测与报警方案

1、    基于51单片机的水下设备漏水检测与报警方案    熊思任摘要：本文针对水下工程中密封设备的漏水检测与报警问题，提出了一种基于51单片机的解决方案。之后，通過设计相关验证试验，证实了该方案能够完成对水下密封设备漏水的高灵敏检测和报警。关键词：水下工程；漏水检测；51单片机引言水下工程中经常会运用密封筒存放水下电子设备。在水下设备中，只要有密封就会存在漏水的风险。当出现漏水情况后，如果没有有效的检测报警手段就无法采取相应的应急措施，从而造成更大的损失。针对这一问题，本文提出了一种基于51单片机的解决方案。当发生漏水情况时，mcu（单片机）会检测到，并

2、通过自身的串口将信息发送给上位机。上位机在屏幕上显示“设备漏水”，并通知工作人员采取相应的应急维护措施。1解决方案的结构划分与相互连接解决方案以单片机为中心，可以分为三个部分：1）漏水检测电路部分；2）单片机处理部分；3）上位机处理部分。如图1所示。如图1所示，单片机通过p1.0口与外围的漏水检测电路连接。通过检测p1.0口的电压情况进行漏水检测。单片机与上位机电脑的连接通过ch340芯片进行转接。单片机引出vcc、gnd、rxd、txd四个i/o口，通过ch340芯片将ttl电平转化为usb电平，并连接至上位机电脑。2漏水检测电路原理与实现漏水检测的原理实质上是利用了水的导电特性。但水的电阻

3、一般较大，若用5v的电压直接检测，一般不能较灵敏地检测到其导通时的微弱的电流。因此可以考虑采用三极管放大。电路如图2所示。当探头a和b之间没有水时，探头b可视为低电位，此时npn型三极管v1截止，单片机p1.0口检测到高电平。当a和b探头间有水时（设备内已经漏水），探头b为高电位，三极管v1导通，单片机p1.0口检测到低电平。3单片机处理部分原理与编程实现本试验中选取的单片机型号为stc89516rd+ 40i-pdip40。该单片机为宏晶公司生产的增强型51单片机，其指令系统及io引脚完全兼容于传统的51单片机。在本方案中，重点运用的io口包括：p1.0脚（一位准双向口）、vcc脚（电源）、

4、p3.0（rxd）串行输入口、p3.1（txd）串行输出口、gnd（地）。其中p1.0口用于检测漏水信号；p3.0及p3.1用于连接上位机并发送漏水检测信息。其主程序如图3所示：4上位机处理原理与实现上位机的内容采用visual studio 2013软件的c#语言编写而成。主要完成以下功能：1）对下位机（单片机）发送串行信号的接收；2）判断信号为漏水信号或者是未漏水信号；3）在窗口上显示相应信息。如图4所示：5试验验证该方案只需进行原理验证即可，因此不必设计和加工pcb板。试验采用面包板及杜邦线外加51单片机最小系统及笔记本电脑即可开展快速廉价的验证。如图5所示：通过试验可以发现当两根探头导线同时浸入到水里时（密封装置漏水），上位机上软件能显示“设备漏水”字样。当把两根探头拔出水面后，上位机显示消除。达到了试验的目的。6结论本文利用最普通廉价的51单片机设计了一种能有效检测密封装置漏水情况的方案。并且通过设计相关试验，验证了该方案的可行性。考虑到方案中使用的单片机还有相当富余的资源未被使用，该方案搭建的链路还可扩展出其它功能，能为其它类似试验提供基础。参考文献：1唐路，罗飞.基于xbee和dsp的漏水检测系统设计j.信息技术，2013年第7期.2杨亭，粘丹妮.单一平面电容式漏水检测传感器的研究j现代电子技术，2014年6月第37