摘 要：介绍一种利用单片机及GsM无线收发模块构成的水位显示及远程检测系统。在系统中，设计一种简易的水位检测方法以测得水位的状况，通过单片机显示系统在水位现场以LED的方式显示出来，并通过与之相连的GSM模块将水位信息以一种无线的方式发送给远程终端，起到检测的作用。

引 言
供水系统中的水塔和高位水池等设备由于所处地势高，上下极为不便，有时水即将用完也不知道，造成需用水时却无水可用的情况。此外，在向池中注入水的过程中，由于不知道水位的情况，也就无法控制注水量的多少，这会严重影响正常的工作效率。为此需要对水位进行自动显示、监测和报警。传统的水位检测系统一般通过有线方式与监控中心取得联系，这种方式不但维护起来困难，而且在很大程度上限制了其在时空上的拓展性。采用GSM模块与单片机构成的系统则能够解决以上的问题。通过单片机的并行I／0口可以很方便的实现水位的显示功能。现有的GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，用户无需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵的建网费用和维护费用。当采用GSM模块时，就可以通过一种无线通信的方式以实现远程终端监控和报警的功能。

1 水位的测试及显示系统
水位的测试通常有两种方法；超声波水位探测仪和干簧管式水位显示仪。这两种方法虽然可行但不切实际，本文设计了一种简易的水位检测方法。该水位检测部分由绝缘支架、电极、导管和浮球几部分构成，如图1所示。浮子由1个直径15 cm的不锈钢球与1根长105 cm、外径15 mm的不锈钢管焊接而成。导管是一根外径20 mm、内径17 mm的PVC塑料管。支架由长80 cm的电工导轨制作而成。其余部分安装在1个长25 cm、宽20 cm、厚5 cm的塑料盒内。

水位测试系统与单片机的并行I／0口、电阻、电源及LED发光二极管共同组成水位检测显示系统，如图2所示。

电极K1、K2和K3的另一端分别与单片机的并行I／C口P1．1、P1．2和P1．3相连，而对应的l／O口则通过电阻串LED接电源的正极。当水位达到水满位置时，此时通过水的导电，电极开关K1、K2和K3都导通，相应Pl口接地置低，3个发光二极管都点亮；当水位达到正常水位时，K2和K3导通，而K1断开，相应P1．2和P1．3置低，2个二极管点亮;当水位达到缺水位置时，此时只有K3导通，对应只有IJFD3被点亮。通过二极管灯点亮个数的显示，在现场给水池注水时，就能很清楚的知道水位的状况，这样就能够正确的注水了。

2 水位远程检测系统硬件组成
水位远程检测系统实际是一个无线数据的收发系统。该系统主要是通过现有的移动通信网络来实现无线数据的传送。它主要由两部分组成，即微控制器芯片89C2051和GSM无线短信芯片G100A。

2．1 微控制器
微控制器采用Atrnel公司推出的一种小型单片机89C2051，其片内含有2 KB的Flash程序存储器和128 B的片内RAM。89C2051共20引脚，其中P1口8脚，可以作为一般的准双向端口，在引脚的驱动能力上，具有很强的下拉能力，工作电压为2．7～6 V。当工作电压在3 V时，电流相当于6 V工作时的1／4,空闲时为1 mA，掉电时仅为20 nA。这样小的功耗很适合于电池供电的小型控制系统。主要特点为采用Flash存储器技术，其软件、硬件与MCS-51完全兼容，程序的电可擦写特性，使得开发与试验比较容易。

2．2 GSM无线短信芯片
GSM无线短信模块G100A是由北京捷麦公司推出的，该模块采用全SMT组装，工艺先进、可靠性高，工作电压范围为5～15 v。其内置的德国西门子公司GSM模块Tc35使得模块操作简单，无须学习复杂的GSM模块AT指令集。G100A的串口具有TTL、RS232和RS485半双工三种形式，标准配置为RS232。

2.3 系统硬件接口连接
整个水位远程检测系统由上位机和下位机构成，其中上位机主要是指移动终端即手机，而下位机是由GSM无线收发模块及与其相连的单片机构成，其电路连接原理图如图3所示。

下位机安装在水池附近，而微控制器C2051与G100A之间是通过串口RS232相连的，即TX、RX和GND三条线，图3中以网络标号相连。由于各自的工作电压不太一样，在这里采用电平转换芯片MAX3232以实现电平转换。单片机的并行I／O口通过网络标号P1．1、P1．2和P1．3分别与水位测试系统中的电极按键K1、K2和K3的一端相连。当水位在不同状态时，由于按键的作用使得对应的P1．1、Pl_2和P1．3电平的状