基于物联网的小区供水系统监测与控制设计与制作.docx
本科毕业裕文f<¼题目：基于物联网的小区供水系统监测与控制设计与制作院（系）名称:电气信息工程学院学生姓名:学号:专业:指导教师姓名:论文提交时间:基于物联网的小区供水系统监测与控制设计与制作摘要本文主要研究了基于物联网的小区供水系统。随着城市化进程的加快，小区供水系统的管理变得越来越重要。传统的供水系统采用人工巡检和手动操作的方式，存在着监管不到位、水资源浪费等问题。本文提出了一种基于物联网技术的小区供水系统监测和管理方案。该方案采用传感器采集供水系统的运行数据，通过云平台进行数据处理，并在监测到异常时进行报警提示，从而实现对整个小区供水系统的实时监测和管理。在实现该方案的过程中，采用了多种技术，包括传感器技术、云计算技术和物联网技术等。通过这些技术的结合，成功地实现了小区供水系统的实时监测和管理，并取得了较好的效果。本文的研究成果对小区供水系统控制具有重要的实际意义。通过采用物联网技术，可以实现对小区供水系统的实时监测和管理,从而提高供水系统的运行效率和水资源的利用效率。同时,该方案可以减少人工巡检和手动操作的需求，降低管理成本，提高管理效率。因此，该方案具有广泛的应用前景。本文根据设计方案完成设备的选型，选用STM32F103C8T6作为主控芯片设计多路信号采集系统;采用MCGS触摸屏进行现场人机交互；利用4G物联网通讯技术实现下位机与物联网云平台的通讯。通过嵌入式信息采集系统与物联网相互结合的方式实现供水管网的远程监控。关键词：小区供水，供水管网，物联网，STM32DesignandProductionofMonitoringandControlforResidentialWaterSupplySystemBasedontheInternetofThingsABSTRACThisarticlemainlystudiesthecommunitywatersupplysystembasedontheInternetofThings.Withtheaccelerationofurbanization,themanagementofwatersupplysystemsinresidentialareashasbecomeincreasinglyimportant.Thetraditionalwatersupplysystemadoptsmanualinspectionandoperationmethods,whichhaveproblemssuchasinadequatesupervisionandwasteofwaterresources.ThisarticleproposesamonitoringandmanagementschemeforresidentialwatersupplysystemsbasedonInternetofThingstechnology.Thisschemeusessensorstocollectoperationaldataofthewatersupplysystem,processesdatathroughcloudplatforms,andprovidesalarmpromptswhenabnormalitiesaredetected,therebyachievingreal-timemonitoringandmanagementoftheentirecommunity'swatersupplysystem.Intheprocessofimplementingthissolution,varioustechnologieswereadopted,includingsensortechnology,cloudcomputingtechnology,andInternetofThingstechnology.Throughthecombinationofthesetechnologies,real-timemonitoringandmanagementofthecommunitywatersupplysystemhavebeensuccessfullyachieved,andgoodresultshavebeenachieved.Theresearchresultsofthisarticlehaveimportantpracticalsignificance.ByadoptingIoTtechnology,real-timemonitoringandmanagementofthecommunitywatersupplysystemcanbeachieved,therebyimprovingtheoperationalefficiencyofthewatersupplysystemandtheutilizationefficiencyofwaterresources.Atthesametime,thissolutioncanreducetheneedformanualinspectionsandoperations,reducemanagementcosts,andimprovemanagementefficiency.Therefore,thisschemehasbroadapplicationprospects.Thisarticlecompletestheequipmentselectionbasedonthedesignplan,andselectsSTM32F103C8T6asthemaincontrolchiptodesignamulti-channelsignalacquisitionsystem;UsingMCGStouchscreenforon-sitehuman-machineinteraction;Utilize4GIoTcommunicationtechnologytoachievecommunicationbetweenthelowercomputerandtheIoTcloudplatform.BycombiningembeddedinformationcollectionsystemswiththeInternetofThings,remotemonitoringofwatersupplynetworkscanbeachieved.KEYWORDS:Communitywatersupply,Watersupplynetwork,InternetofThings,STM32目录第1章绪论错误!未定义书签。1.1研究背景及意义11.1.1研究背景11.1.2研究意义21. 2国内外研究现状21.3研究内容4第2章系统的总体设计52. 1需求分析52.2问题解决方案62.3系统主要功能72.3.1信息采集模块72.3.2电磁阀控制模块72.3.3系统报警模块72.3.4人机交互模块72.3.5zc.82. 3.6变频恒压供水模块82.4PID控制算法和PID调节器8第3章系统硬件设计103. 1系统硬件总体设计104. 21'1.i、-'113.2.1单片机选型113.3STM32最小系统123.3.1电源电路133.3.2时钟电路143.3.3SWD调试电路143.3.4复位电路153.3.5RTC时钟电路153.3.6IIA163.4信息采集模块电路设计163.4.1水压传感器设计163. 4.2液位传感器设计173.5 电磁阀控制模块设计183.6 报警系统设计193.7 人机交互设计203.8 8变频恒压供水模块设计213.9 4G模块电路设计22第4章系统软件设计243.10 统软件总体设计243.11 统主程序设计253.12 位检测程序设计264. 4恒压供水程序设计265. 5电磁阀子程序设计286. 6报警程序设计287. 7人机交互界面设计298. 8云平台通讯程序设计30第5章物联网云平台数据可视化的设计329. 1云平台的概念325.2 物联网云平台的选择325.3 阿里云平台的介绍335.4 云平台的使用345.4.1创建产品345.4.2创建设备355.4.3生成物模型365.4.4 添加自定义功能365.4.5 发布上线385.5云平台数据可视化制作39第6章系统调试406.1 软件设计原理及设计所用工具406.2 实物展示416.3 调试目的416.4 调试流程416.4.1系统上云调试416.4.2水泵转速调试426.4.3系统的性能和稳定性调试446.5调试总结45参考文献47第1章绪论1.1 斫究背景及意义1.1.1 研究背景水是人类赖以生存的重要资源之一。如果人类文明，农业，工业等的发展脱离了供水的管制，它将变得难以为继O而在日常生活中，供水系统是整个城市运转的关键,在供水手段方面需要根据实际的供水需求进行改善和改进，改造升级传统的供水方式,以满足不同需要和不同使用场景。随着城市化进程的推进，我国供水事业快速发展,经历了大规模的新建和改扩建。目前，用水普及率已经超过了97%。物联网是互联网技术和传感技术发展到现代的必然产物。随着物联网技术的快速发展，越来越多的传感器和设备被应用于城市基础设施中，使得城市的运行更加智能化和高效化。小区供水系统作为城市水务领域的重要组成部分，也开始应用物联网技术，以提高供水的稳定性和可靠性。小区供水系统通过监测管网压力和水流量等参数，自动控制水泵的启停和输出压力，以保持供水系统的恒定压力，从而解决了传统供水系统中水压不稳定的问题。然而，微电子技术的进步和产业技术的升级,使人们对供水系统的可靠性、节能和供水质量提出了更高的要求。在实际应用中，小区供水系统也面临着一些挑战。例如,传统的小区供水系统通常需要手动调节水泵的输出压力，这需要大量的人力和时间成本。此外，由于城市供水系统的复杂性和规模，小区供水系统的设计、安装和维护也需要高水平的技术和管理能力。为了应对这些挑战，越来越多的研究开始将物联网技术应用于小区供水系统中。物联网技术可以实现实时监测和控制水泵的输出压力和流量，自动调节水泵的工作状态，从而提高供水系统的稳定性和可靠性。此外，物联网技术还可以对供水系统进行远程监控和数据分析，以实现更加精细化的管理和运营。本研究旨在探讨物联网技术在小区供水系统中的应用，分析现有的小区供水系统设计和管理方法，并提出一种基于物联网的小区供水系统设计方案。在此基础上，本研究将实现一个小区供水系统的原型，并对其进行实验和测试，以验证其性能和可行性，以实现更加智能化和高效化的城市水务服务。1.1.2 研究意义现代生活中人们对饮用水供水质量，特别是供水系统可靠性的要求不断提高O本研究的意义在于探讨基于物联网的小区供水系统的设计和管理方法，以提高城市供水系统的稳定性和可靠性。具体来说，本研究的意义包括以下几个方面：首先，提高了城市供水系统的稳定性和可靠性。基于物联网的小区供水系统可以实现实时监测和控制水泵的输出压力和流量，自动调节水泵的工作状态，从而保持供水系统的恒定压力。这有助于解决传
