1前言

做好消防工作，对于保卫社会主义现代化的建设事业，保障人民生命财产免受火灾的危害，具有重大的意义。在过去，对于消防水系统水位的采集都是由相应工作人员完成，这样的人工方式有着很大的安全隐患，比如夜间的监控与采集，工作人员稍有疏忽，将严重威胁到人民群众的生命和财产安全。随着社会的发展，科学知识不断的研究和探讨，自动化理论的完善，集成电路的迅速发展。如今水位监控和采集出现了以单片机为核心的可靠性比较高的水位监控系统，技术上实现了自动化、智能化的突破，这对于消防事业有着积极而重要的作用，大大降低发生事故的几率，同时有效提高消防事业的效率。

2消防水系统水位采集设计研究概述

(1)消防水系统水位采集设计概述

消防水系统水位采集是消防水系统必不可少的部分，它的性能和工作质量的优良不仅仅对消防事业有着巨大的影响，而且也关系着群众的安全。消防水系统水位采集已并非传统意义上的简单的报警设备，而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。对消防水系统的水位进行采集，在消防水系统中起着至关重要的作用，决定整个消防水系统的成败。消防水系统水位采集的主要任务是：系统中硬件设计配合软件设计，即把水位采集系统所需要的各个硬件模块的设计配合软件设计，把硬件模块和软件模块进行联调，得出结果。消防水系统水位采集系统采用的是基于单片机为核心，由电源模块(提高单片机应用系统供电系统稳定性可以防止干扰从电源系统进入单片机。具体利用的方法是采用交流稳压器来确保单片机应用系统供电稳定性;采用隔离变压器来除高频噪声;采用低通滤波器除掉工频干扰。同时保证供电功率足够单片机应用系统使用, 单片机应用系统主机部分采用单独的稳压电源^[1])、下载模块、液晶显示模块、键盘模块、无线收发模块(由于通信的速度远远低于 CPU 处理的速度，在查询工作方式时，CPU 长时间处于等待状态，其效率非常低，不利于 CPU 的资源利用．解决这一矛盾的有效办法是采取中断的通信方式，即当通信自身准备就绪时，主动提出中断申请，一旦 CPU 响应此申请，便暂停执行的工作，转向中断服务子程序，与外设进行数据的交换，数据交换完成后返回到主程序中的断点继续执行未完成的任务，这样就避免CPU 资源的浪费^[2])、水位采集模块，DS1302 时钟芯片(通过单机片的晶振和C语言的软件程序的编写,可以实现时钟的计时程序稳定准确,但是因为要进行精准的计时,精确到秒,所以考虑到系统的动态调试量,所以在时钟内加入DS1302外部时钟芯片,可以实现对日期和时间的精准调试，DS1302芯片的使用并不会影响到单片机的工作,还可以与单片机之间实现信息联通,使时钟的时间显示更加精确 ^[3])、模数转换、数模转换、放大器（使小信号放大，选用适当的芯片可以通过提供极好的随增益增大而增大的交流共模抑制比而保持最小的误差^[4]），声光报警等等模块组成。把所需模块通过电路连接在一起，设计其原理图、PCB图、并制作实物电路板，利用 KEIL单片机程序开发软件编写消防水系统水位采集设计相对应的C语言程序(KEIL支持汇编语言和 C 语言。并且可以不接硬件电路而直接进行用户程序仿真，或者利用硬件仿真器，通过连接单片机硬件电路，在仿真器中载入项目程序后进行实时仿真调试。KEIL生成的目标代码效率高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，并且容易理解^[5])，并把它编译成单片机能识别的程序下载到硬件系统中进行调试，记下运行的结果。

（2）国内外现状

传统的水位检测采集有采用压力传感器，再经过 AD 转换，传送到单片机，精度不够高，运算复杂，或者是采用接触式拾取信号，在消防水系统的不同位置安装若干个金属棒来感知水位的变化，直接利用金属和水的导电性采集水位信号，运算简单，但不能实现对水位连续的监控^[6]。

在过去很多落后的水位采集情况下，造成水资源没有必要的浪费，很大程度是消防水系统内部水位信息没有被准时有效的反映到工作人员那里，以致对水位的控制上有一定的贻误，造成了水量超过限制水位而造成水的糟蹋抑或没能准时加水而造成水量的不足而导致消防水系统出现异常。而对消防水系统水位的监控和采集，自动化技术的引进能够非常好的改善水位过高和过低的局面，能够有效的节约资源以及降低成本^[7]。

单片机，相当于一个微型的计算机，它的出现使大量自动化控制系统变成现实。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，从而应用到众多系统的开发中^[8]。所以，基于单片机的消防水系统水位采集的研究具有重大的意义。水位采集的意义是实现对水位进行实时监控采集，使水位的情况随时尽在掌握。水位采集装置以单片机为核心，系统将采集到的信号经电路放大、模数转换电路转换成数字信号后送单片机，经处理后送显示屏显示。当监测到水位值达到报警设定值时，发生声光报警^[9]。该研究有以下明显的优点：