摘要：由于我国各地气候、地形及地质存在很大差异，并且受季风影响，常常发生洪涝灾害，危及人们生命安全，在经济上也造成很大损失。由此可见，拥有先进的水位监测技术是十分必要的。传统的人工测量方式需花费大量时间和精力，且准确度低，在恶劣的条件下无法起到应有的作用。近几年，随着无线通信技术、传感技术以及微电子技术的快速发展，液位监测技术开始变得更加智能化、网络化。近几年，超声波液位监测仪开始在市场出现。由于监测时无需直接接触需要测量液体，此设备也在工业领域广泛应用。

此次课题研究围绕这种设备展开，利用了具有强大功能的单片机，通过软硬件结合的方式，设计了超声波远程液位监测报警系统。通过采集超声波测距模块发射与接收数据，再传送到单片机进行数据处理，从而显示出实时液位数据，并发出报警信号。此外还在设计中加入了防水的温度传感器监测液体实时温度。

关键词：液位监测；单片机；超声波；测距

目录

摘要

ABSTRACT

1.绪论-1

1.1课题研究背景-1

1.2研究的目的与意义-1

1.3课题研究现状-1

2.总体设计-3

2.1系统整体框架设计-3

2.2测距方式的选择-3

2.2.1超声波的定义及特性-4

2.2.2超声波测距原理-4

2.3系统功能设计-4

2.4本章小结-5

3.系统硬件设计-6

3.1系统硬件总体设计-6

3.2 STM32F103微处理器-6

3.3 STM32F103最小系统-7

3.4 HC-SR04超声波传感器-8

3.4.1 HC-SR04简介-8

3.4.2 HC-SR04模块工作原理-8

3.5报警电路设计-9

3.6电源电路设计-10

3.7 A/D转换扩展电路设计-10

3.7.1 A/D扩展原理-10

3.7.2 A/D扩展电路设计-11

3.8本章小结-12

4.系统软件设计-13

4.1 总体设计-13

4.1.1 超声波测距子程序-14

4.2 A/D扩展电路程序设计-14

4.3 APP程序设计-15

4.4本章小结-16

5.系统调试-17

5.1系统硬件调试-17

5.2 系统软件调试-17

5.2.1无线通信模块测试-17

5.2.2超声波采集数据测试-18

5.2.3蜂鸣器驱动测试-18

5.3本章小结-19

6.总结与展望-20

6.1总结-20

6.2展望-20

参考文献-21

致谢-22