水位监测广泛应用于水利电力、城市给排水、轻工、化工等诸多领域,在社会生活中起着重要作用。随着科学技术的发展,计算机、微电子等多方面的先进技术被应用于水位监测技术中,水位监测系统正在朝着数字化、智能化、网络化的方向不断发展。当前,越来越多的工业现场过程参数的传输控制采用现场总线技术,其中CAN总线由于其优越的性能已被广泛地采用。本文基于太原理工大学测控技术研究所多年来在水位监测方面所取得的研究成果,结合目前的水位监测技术现状,以嵌入式微处理器技术为核心,融合和现场总线技术设计了一种嵌入式水位监测系统。该系统硬件平台采用基于ARM7TDMI-S内核的LPC2368微处理器,软件平台采用抢占式嵌入式操作系统内核μC/OS-II,利用感应式水位传感器实现水位信息的采集,通过CAN总线实现水位信息实时传输。CAN总线是一种具有高保密性、高抗干扰能力、有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。采用CAN总线作为通信网络可提高安全性和可靠性。μC/OS-II为抢占式嵌入式操作系统,有利于提高程序的实时性和产品的可扩展性。在对目前国内外水位监测方法进行调研分析的基础上,结合对实验室水位监测系统改进,归纳总结出了课题的主要研究内容,在查阅大量参考文献资料的基础上给出了嵌入式水位监测系统的总体设计方案和各模块设计思路;分析研究了前后台系统和多任务系统的基础上,选择了系统采用的嵌入式实时操作系统μC/OS-II,通过研究μC/OS-II内核结构,完成μC/OS-II在LPC2368上的移植;分析了CAN技术规范,将CAN总线移植入μC/OS-II操作系统;系统硬件设计包括数据采集电路设计、存储电路设计、LCD电路设计、CAN总线接口电路设计、电源电路设计以及系统低功耗设计;软件设计包括监测终端软件设计、上位机管理软件设计和CAN通信协议设计三部分,监测终端软件设计完成μC/OS-II操作系统启动初始化,分析FM24CL64、TLC3574及CAN控制器读写时序的基础上编写了设备驱动程序,结合监测终端功能对系统进行任务划分并编写了应用程序;通过组态王软件编写了上位机软件,利用ZOPC-Server完成上位机与CAN总线通信。最后介绍了系统应用调试情况并对整个系统进行分析总结。本课题所设计的水位监测系统,实现了水位监测的网络化集中管理,具有实时性、稳定性、安全性、可靠性、通用性和可拓展性等特点。对工业现场的集中控制系统设计也有一定的参考意义。