FastBond2阶段1-基于ESP32液位监测器框图设计
本项目旨在设计一个液位监测器,用于测量液体的高度并实现相应的报警和显示功能。主要使用ESP32作为主控芯片,配合OMEGA LV-series液位传感器进行液位测量,并可选地添加LCD显示屏和蜂鸣器作为附加功能。
标签
嵌入式系统
数字逻辑
开发板
Tianjie
更新2023-12-01
重庆电力高等专科学校
530

一、项目思路

这是一个简单的液位监测器设计,使用ESP32和OMEGA LV-series液位传感器。以下是分点详细介绍:      

主控芯片:使用ESP32开发板作为主控芯片,它具有强大的处理能力和丰富的接口,适合用于物联网应用。

传感器:选择OMEGA LV-series液位传感器,可根据需求选用不同型号,例如LV-111、LV-413等。这些传感器通过超声波技术测量液位高度,输出距离数据。

可选组件:考虑添加一个LCD显示屏用于实时显示液位高度或其他相关信息。还可以考虑添加蜂鸣器用于触发声音警报。

开发环境:使用Arduino IDE作为开发环境,方便开发和调试。

库:使用Ultrasonic库用于接收传感器数据,并根据阈值判断液位高低。

连接硬件:

将OMEGA LV-series液位传感器通过GPIO接口连接到ESP32开发板上。需要根据传感器的接口定义进行正确的连接。

如果使用LCD显示屏,可以通过I2C或SPI总线方式连接到ESP32。

如果使用蜂鸣器,可以将其连接到ESP32的数字IO口。

编程:

在Arduino IDE中,导入Ultrasonic库并编写代码。首先初始化传感器和其他组件,然后在主循环中读取传感器的距离数据。根据设定的阈值,判断液位高度,并根据需求触发警报或显示液位信息。

水位过高报警显示:

在代码中添加水位过高报警功能,当液位高度超过设定值时,触发警报。可以通过蜂鸣器发出声音警报,并在LCD显示屏上显示相关信息。

二、方案框架

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方案框图

https://www.digikey.cn/schemeit/project/液体监测器-9375871ac63f498aa47a34c5055e6e9f

https://www.digikey.cn/schemeit/project/detail/9375871ac63f498aa47a34c5055e6e9f

主要元器件:

   ESP32-WROOM-32E-N4 乐鑫科技(Espressif)

  OMEGA LV-series液位传感器

主控芯片:乐鑫ESP32

    ESP32是一种广泛使用的低功耗、高性能的Wi-Fi和蓝牙开发板,它由乐鑫科技开发并广泛使用。ESP32开发板基于双核Tensilica LX6处理器运行,并集成了Wi-Fi和蓝牙连接功能。它还具有多个GPIO引脚,以及多个通用串行总线(如SPI和I2C)来支持各种传感器和设备的连接。ESP32开发板可通过Arduino IDE或MicroPython等开发环境进行编程和控制。

   模组提供丰富的外设接口,包括UART ,PWM , SPI , I2S, I2C,ADC , LCD, DVP,RMT(TX/RX),脉冲计数器, USB OTG , USB Serial/JTAG , SDIO , DMA 控制器, TWAI控制器,温度传感器,电容式传感器和多个IO口。
    模块具有多种特有的硬件安全机制。硬件加密加速器支持AES、SHA 和RSA算法。其中的RNG、HMAC和数字签名(Digital Signature)模块提供了更多安全性能。其他安全特性还包括Flash加密和安全启动(secure boot)签名验证等。完善的安全机制使芯片能够完美地应用于各种加密产品。模块支持低功耗蓝牙:Bluetooth5 , Bluetoothmesh 。蓝牙速率支持:125Kbps,500Kbps,1Mbps,2Mbps。支持广播扩展,多广播,信道选择。
支持蓝牙和WIFI,就意味着可以进行很多的无线连接;同时乐鑫提供了大量的开源库,包括语音识别Skainet,可以方便的进行后期扩展。

OMEGA LV-series液位传感器

OMEGA LV-series液位传感器是一款基于超声波技术的液位传感器系列,用于测量液体的水平高度。以下是关于OMEGA LV-series液位传感器的详细介绍:

工作原理:OMEGA LV-series液位传感器基于超声波传感原理,通过发射超声波脉冲并接收其反射信号来测量液位的高度。传感器将超声波脉冲发送到液体表面,当超声波遇到液体时,部分能量被反射回传感器。根据发射和接收之间的时间差,传感器可以计算出液位的高度。

特点和优势:

1. 非接触式测量:OMEGA LV-series液位传感器使用超声波技术进行测量,无需物理接触液体,避免了污染和损坏的风险。

2. 高精度和稳定性:传感器具有高精度的测量能力,能够提供稳定和准确的液位数据。

3. 宽测量范围:OMEGA LV-series液位传感器可提供不同测量范围的型号,适用于不同液位高度的测量需求。

4. 灵活的安装方式:传感器可通过螺纹接口或氟塑料管连接安装,方便快捷。

5. 数字输出:传感器通常提供数字输出信号,便于与其他设备或系统进行数据交互和集成。

6. 耐腐蚀性能:OMEGA LV-series液位传感器通常使用耐腐蚀材料制造,能够在各种液体环境下稳定运行。

应用领域:

OMEGA LV-series液位传感器广泛应用于工业和商业领域,常见的应用包括:

1. 水处理:用于监测水箱、水池或水槽中的液位,实时监控和控制供水系统。

2. 液体储罐监测:用于监测石油、化学品、食品等液体储罐中的液位,实现油料和化学品的储罐管理。

OMEGA LV-series液位传感器是一款可靠和精确的液位测量设备,通过超声波技术实现非接触测量。它具有广泛的应用领域,并通过数字输出信号方便与其他设备集成。

三、电路图

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四、总结

       该液位监测器项目综合了物联网、传感器技术和嵌入式开发的知识。通过使用ESP32作为主控芯片和OMEGA LV-series液位传感器,能够准确地测量液体的高度。项目还可选择添加LCD显示屏和蜂鸣器,实现实时显示液位高度和发出声音警报的功能。通过Arduino IDE进行编程和调试,将传感器数据与阈值进行比较,从而触发警报和显示液位信息。总体来说,该项目能够帮助用户实现对液体液位的监测和报警,具有一定的实用性和可扩展性。

 

 

软硬件
电路图
附件下载
Scheme-it-export-_____-2023-11-29-20-53.pdf
方案构架附件
团队介绍
重庆电力高等专科学校+潘杰
团队成员
潘杰
本人性格热情开朗,待人友好,乐于助人,为人诚恳勤奋好学,能吃苦耐劳。对待学习或者工作都能做到尽职尽责,态度认真有耐心。在校期间学习刻苦认真,成绩优异,有较强的责任心与集体荣誉感等。
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