基于HDS10的水位检测硬件设计

摘要：随着无线通信技术、传感器技术、信息采集和处理技术的飞速发展，无线传感网络能够实时地监测、感知、采集和处理各种环境的信息并传送这些信息到需要的用户处。因此无线传感网络在国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐救灾等领域，本文对基于水位检测电路的研究。

关键词：水位检测;传感器;采集

我国的水位测量技术一直不够成熟，以往检查水位多采用人工的方式去检测，这样需要比较大的劳动量和检测成本，效率较低。经常在日常的生产模式中，由于没有能够及时地反馈水箱内部的水位具体位置，从而延迟了对水箱内部水量的控制，这样长久以往的监测方式使得水箱的水量过多了或者是无法及时补充水量，从而导致水资源的浪费，甚至使得生产中出现异常与变动。因而可以利用先进的单片机技术设计一种系统来实现对水位的实时检测，这种系统对工业生产或者农业生产中的水位进行调整与控制方面有很大的意义。

一、HDS10结露传感器介绍

1.结露传感器的构造：它是由树脂和导电粒子形成感湿膜，当水份被吸着时，使导电粒子间隔扩大而使电阻急速上升，此类传感器的结构，同样是进入梳形状电极印在陶瓷基板上，但是上面覆盖的感湿层则是由亲水性的丙烯酸树脂和炭素粉烧结而成的。

2.结露传感器的功能：结露传感器和其它的湿度传感器不同，它的感湿情况在低湿范围时变化不明显，但相对湿度达94%RH以上时，电阻将急速增加，到相对湿度在100%RH时，电阻值趋向∞，此时称为结露。

3.结露传感器的使用注意事项：使用结露传感器，还有一点必须注意的就是它的周期负载特性，它受时间的影响并不是很大，由此看出其可靠度试验的结果，使用寿命时间相当长，但若使用在特殊环境如：有高浓度瓦斯、塵埃时必须外加过滤器，以增加其可靠度。

二、水位检测硬件电路设计原理图

1.水位检测硬件电路设计原理图

2.水位检测电路的工作过程分析：如上图 1所示，P1 连接 HDS10 结露传感器，KG1 连接单片机的引脚，并在程序设置该引脚为上升沿中断，工作原理：当 HDS 处于干燥环境时，其电阻值为 5kΩ左右，P1 的 1、2 引脚导通，且此时 KG1 的电压为结露传感器（相当于 5kΩ）电压值，而当HDS10 湿润度达到阈值时，其电阻值增大至 200kΩ，结露传感器两端电压值迅速增大到3.0V，此时 KG1 处的电平跳变为高电平，单片机监测到上升沿中断，单片机监测到上升沿中断，经过信息判断处理后通过无线通信模块 BC95 发送水位溢出报警信息给监控平台，从而提示抢险维修。

三、水位检测传感器测试

1. 结露电阻型传感器的测试参数

结露电阻型传感器，具有优良的线性、能耗低、测量范围宽、响应速度快、抗力强、性能稳定、性价比高等优点，如下表 1 为该传感器的主要技术参数指标。

2.结露传感器HDS10上位机的水位报警测试

采用结露电阻HDS10被动水位检测来对井下水位进行实时监测，避免井下水位过高，影响路面通行。对于水位的检测采用的是被动测量水位，结露电阻检测到周围环境潮湿是则会发出报警信息，具体如下图2所示。

参考文献

[1]樊亚萍.基于图像识别的水位监测系统的研究与实现[D].南京邮电大学，2019.

[2]田苗苗.基于无线通信的水位检测系统的设计与实现[D].浙江海洋大学，2018.

[3]基于NB-IoT技术的仓储环境远程监控系统设计[J].赵远超，赵建平，徐娟，杨君，许林青.自动化仪表.2019（03）

[4]马洋洋.基于视频数据的水位测量关键技术研究及应用[D].西安理工大学，2016.

作者简介：马薪显1987年11月17日-，男，辽宁辽阳人，硕士，辽宁建筑职业学院机电工程学院讲师，主要研究方向为控制工程领域。

（辽宁建筑职业学院  辽宁  辽阳  111000）