1. 研究目的与意义
水位是水库大坝安全、水利排灌调度、蓄水、泄洪的重要参数之一。水情水位测量一直是水文、水利部门的重要课题。为及时发现事故苗头，防患于未然、经济实用、可靠的水位监测系统将会发挥巨大的作用。水位的自动化监测、传输和处理为水库现代化建设提供了良好的基础资料。为了保证水利发电站的安全生产,提高发电效率,水电站生产过程需要对水库水位、拦污栅压差和尾水位进行监测。单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。一般,工业控制系统的工作环境差，干扰强，利用单片机控制就能克服这些缺点，使用单片机控制液体水位是很好的选择。利用现代电子技术,特别是单片机技术和不挥发存储器技术,设计开发一种通用性好,可靠性高,维护方便,可适用于多种监测环境的多模式水位自动监测系统具有重要的实际意义。
2. 课题关键问题和重难点
采用单片机为核心部件设计了一个水位检测调节控制器。通过对控制器核心部件单片机和A/D模-数转换器工作原理的分析，对其进行了一定的软硬件设计。该控制器能够对水位进行测量，根据水位情况自动控制相关设备，不仅能够对水位进行较好的显示，而且还可以实现自动补水、自动加水停止和故障预警等功能。
该系统是基于单片机的水位控制，重点通过检测和控制水位、输入键盘设计、输出信号显示及故障预警设计来实现对水位的自动控制。本次设计的主要内容涉及：采用传感器来监控水位状态，获取水位模拟信号；选用模-数转换器将采集到的模拟信号转换为不同的数字信号输出给不同的部件，其中将用于显示的数字信号传给显示屏，对水位数值进行显示，以方便监控，同时将处理数字信号传给单片机；经过单片机的处理，与设定值进行比对后，作出是否进行相应操作的判断，并将指令传送给相关部件，以完成自动补水、自动停止补水和故障报警等动作，从而实现单片机自动控制水位的目的。
本课题的难点在于：1.如何选择合适的单片机。2.如何选用合适的传感器。3.如何选用合适的显示器显示。
3. 国内外研究现状（文献综述）
水位测量是从古至今一直是存在的问题，早期的水位测量为人为的手动测量，需要通过对水位进行人为的读数和记录，误差极大且费时费力，对于过深的水位还会有一定的危险性存在。所以人们逐渐开始使用自动检测技术对水位进行测量。
以往的水位控制多采用老式的悬球装置，会有很大的误差和弊端。一些小厂，水位控制还是人工操作，工人劳动量大，控制精度低，而且常常由于工人的疏忽，致使水位太低或溶液外溢，造成设备损坏甚至人员伤亡。而智能水位控制器是近年来开发的一项新的技术，它是传感器、硬件、软件等几项技术紧密结合的产物。它的作用是观测和控制容器内的介质量的多少，通过液面的高度掌握水的体积的多少，从而达到控制水位的目的，这种智能的自动控制水位高低的装置，在日常生活中大大节约了人力、物力，是有其开发价值的。近年来, 微电子技术的发展使得液位检测技术发生了根本性变化。新的检测原理与电子部件的应用使得液位计更趋向小型化和微型化, 特别是一些小型现场液位开关发展极快, 如光纤液位计, 由于没有可动部件, 所以可靠性高, 不仅可现场显示, 而且可以发出控制信号。与此同时, 液位检测也正向着智能化方向发展, 在液位测量领域内广泛应用微处理技术, 以实现故障诊断和报警功能, 提高测量的精确度、可靠性、安全性和多功能化。在应用和设计液位计时尽量实现不接触式或不渗透式测量, 如雷达液位计, 从而提高探头对恶劣环境的抵抗能力, 以便在恶劣环境下准确、可靠地工作。随着计算机应用的普及, 直接输出数字信号的数字化液位传感器已成为这一领域仪表的发展趋势;随着纳米技术、生物工程技术的发展, 纳米技术和生物技术在液位测量中的应用也将会日益增多。总的来说, 液位计必将向着微型化、高精度、适用范围广、低功耗、智能化方向发展。随着现代化技术的飞速发展，水位的检测控制也日益趋于自动化和智能化，利用现代电子技术,特别是单片机技术和不挥发存储器技术,设计开发一种通用性好,可靠性高,维护方便,可适用于多种监测环境的多模式水位自动监测系统具有重要的实际意义。传统的水位控制系统虽结构简单,但功能单一,无法实现人机交互,且通用性差。如今随着电子技术的飞速发展,电子产品制造工艺成熟,批量生产降低了产品价格。人们开始意识到采用单片机来实现水位控制。传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,而自动控制原理,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,保持水压恒定以满足用水要求,从而提高了供水系统的质量，而且成本低，安装方便，经过多次实验证明，灵敏性好，是节约水源，方便家庭和单位控制水位的理想装置。利用单片机进行自动水位监测和控制，在以前的设计过程中，可能会产生许多的问题，例如对水位的检测精度不够，对于程序的设计不够全面和细致，导致反馈过程中无法达到预期效果。随着市场经济的发展，中小企业进步很快。然而有些企业的设备依然陈旧，自动化水平低，急需更新或改造。现代的自动水位测量系统也存在着许多优缺点。目前水位自动测量仪器尽管不少,有些也很先进,却存在着价格昂贵、边界条件苛刻、附属配套建筑工程较大等不足之处。有些仪器长期使用后还会出现触点锈蚀,指示失灵和返修率高等缺陷。这势必会影响水位测量资料的完整性和可靠性。本文介绍的简易水位检测系统,具有实用、准确、廉价的优点,从而使水位测量工作做到准确、简化、方便。随着科技的发展，未来的水位控制应该会更加的先进，但是也会有许多的缺点，例如对于液位的控制还是需要人工干预，以及仪器的损耗方面也无法避免，也需要人为的定时更换仪器，但是对于精度的掌握会更加的完美，实现更加精确的控制。
参考文献:
4. 研究方案
一：对于单片机的选择：有51单片机（Intel的：80c31，STC的：89c51、89c52）和MSP430单片机可供选择。
若选用51单片机，其优点有：1. 从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，处理对象不是字或字节而是位。不但能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算。2. 同时在片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，使用极为灵活，这一功能无疑给使用者提供了极大的方便，3. 乘法和除法指令，这给编程也带来了便利。很多的八位单片机都不具备乘法功能，作乘法时还得编上一段子程序调用，十分不便。
51单片机也存在一些缺点：1. AD、EEPROM等功能需要靠扩展，增加了硬件和软件负担。2.51保护能力很差，很容易烧坏芯片。
若选用MSP430单片机，其缺点为：1、工作电压偏低，1.8V-3.6V，对于很多5V的系统来说接口电路颇为麻烦；2、I/O无保护，过压过流会立即击穿，但是I/O的阻抗和灵敏度很高。
所以根据对单片机优缺点的对比可以选用51单片机。
二：对于传感器的选择：传感器的品种不少，根据需求测量水位则可使用的传感器有：光电传感器、浮球式传感器。光电传感器的主要优点为：1.检测距离长，对检测物体的限制少，响应时间短，可实现非接触的检测，可实现颜色判别，便于调整。2.价格便宜，使用寿命长。
浮球式水位传感器是比较古老的检测水位的传感器。因此浮球开关相对光电式的利用声波、红外线检测，浮球式水位传感器只是一个简单的被动器件，这也是浮球开始容易产生问题的原因。而浮球式液位开关的结构复杂，难以清洗，常年的水垢沉淀会影响人体健康。当使用在污水中时，浮球式液位开关在使用一段时间后，浮子易被杂质颗粒卡死，无法动作。
所以主要选择的是光电传感器。
5. 工作计划
第一周进一步熟悉毕业设计的内容、任务，了解技术关键，提出完成任务的设想和途径；
第二周熟悉单片机原理、传感器技术等理论知识；
第三周完成开题报告；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
