基于51单片机的多传感器智能液体容器撰写时间：202X年XX月XX日宋团摘要：该智能液体容器以STC89C52单片机为控制核心，利用压力传感器、超声波模块和谐振电路采集数据。由HX711A/D转换器对检测的压力信号进行转换，再经过单片机对数据进行处理运算和分析，得到被测溶液的密度参数。设计555定时器电路测量液体的电导率，详细区分液体性质，进一步确定液体的种类。经过多次仿真试验和实践，本系统可利用多传感器实现对液体性质的判断，成本低，可一键实现液体的识别判断并显示。Abstract：TheintelligentliquidcontainerusesSTC89C52single-chipmicrocomputerasthecontrolcore，andusespressuresensors，ultrasonicmodulesandresonantcircuitstocollectdata.ThedetectedpressuresignalisconvertedbytheHX711A/Dconverter，andthenthedataisprocessed，calculatedandanalyzedbythesingle-chipmicrocomputertoobtainthedensityparameterofthemeasuredsolution.Itdesignsthe555timercircuittomeasuretheconductivityoftheliquid，distinguishestheliquidpropertiesindetail，andfurtherdeterminesthetypeofliquid.Aftermanysimulationexperimentsandpractice，thissystemcanusemultiplesensorstorealizethejudgmentoftheliquidproperties，thecostislow，andtheidentification，judgmentanddisplayoftheliquidcanberealizedwithoneclick.關键词：单片机;多传感器;智能;液体容器Keywords：singlechipmicrocomputer;multi-sensor;intelligence;liquidcontainer中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：16-4311（2021）22-0194-030引言随着电子技术的迅速发展，智能化的简易测量设备越来越受人关注。多传感器液体智能容器能实现对糖水、盐水、纯净水、酒精、白醋等液体质量、密度、性质的判定，可应用于水质判断、产品检验、环境监测等许多方面。1系统方案其硬件系统主要由单片机、压力传感器模块、超声波模块、电导率测试模块、按键、显示模块及电源等组成。该方案使用粗细均匀的塑料量杯作为容器，用超声波模块、压力传感器、555定时器等传感器进行测量，51单片机为处理单元，实现对测量的结果进行计算、分析并交给OLED显示。超声波传感器测量液体的高度，计算出其体积V=s·h。压力传感器可以测量被测液体的重量，根据密度公式ρ=m/V，计算出密度，初步确定液体的性质。对于密度比较接近，无法准确通过密度进行判断的液体，借助于555谐振电路间接测量其电导率，进一步确认该液体的性质。测量重量的过程中，分别设置“去皮”功能键和“一键测量”键，实现一键智能化测量，最后通过OLED屏幕对测量结果进行显示。（图1）1.1体积测量液体体积为底面积和高的乘积。该方案采用的容器是均匀的圆筒型容器，底面积已知，因此只需要测量出液体高度即可计算出体积。方案采用超声波模块测量液体高度。超声波遇到障碍物会产生显著反射形成反射回波，利用超声波传输中距离与时间的关系，精确测出液体的高度。超声波在空气中的速度v和计时器记录的时间t，计算出发射位置和水面之间的距离（s），测量的公式可表示为：s=vt/2液体的高度（x）即为：超声波发射器距离容器底部的高度（H）与h之间的差值，公式可表示为：x=H-h（x=H-vt/2）超声波探头固定，H为固定值，系统只需要精确测出液体高度即可求出体积，液体体积为：V=底面积×高=s·（H-vt/2）本方案采用HC-SR04型超声波模块，有VCC、GND、TRIG、ECHO四个引脚。超声波传感器模块工作时，需要在TRIG端接入至少10μs的高电平信号，模块便自动发送8个40kHz的方波信号，声波信号遇到障碍物反射后由ECHO端接收，同时产生相应时间的高电平，通过单片机检测其高电平的时间便算出声波往返的总时间t，根据s=vt/2从而得到高度x。1.2检测液体重量液体重量通过电阻应变式压力传感器进行测量。其主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成，内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生变形时，电阻应变片（转换元件）受到拉伸或压缩应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续电路测量和处理。原理图如图3所示...