太阳能热水器控制器参数设置及检测报警系统设计毕业论文_自动化毕业设计

太阳能热水器控制器参数设置及检测报警系统设计毕业论文

2021-04-15更新

摘 要

为了实现太阳能热水器工作效率的提高,方便人们使用太阳能热水器,设计了与之相匹配的控制器及检测报警系统。对该系统所采用芯片的工作原理、连接方式和工作效果进行研究。本设计功能多样,拥有时间、水位、水温检测功能,能够使太阳能热水器实际工作状态清楚的显示出来;加入了定时加热和定时加水功能,方便人们的使用;同时可以设置水位上限、水位下限、温度上限、温度下限以及拥有低水位报警功能可以确保使用时足够安全。此次设计基本完成了系统所需功能,系统经过反复调试后,可以达到稳定可靠、抗干扰能力强、精度较高等要求。

关键词:太阳能热水器;控制器;水温水位;报警系统

Solar Water Heater Controller Parameter Setting and Detection and Alarm System

ABSTRACT

In order to improve the working efficiency of solar water heater and make it convenient for people to use solar water heater, a matching controller and detection and alarm system are designed. The working principle, connection mode and effect of the chip used in the system are studied. The design has various functions, such as time, water level and water temperature detection, which can make the actual working state of solar water heater clearly displayed; adding the functions of timing heating and timing water addition to facilitate people’s use; at the same time, it can set the upper limit of water level, lower limit of water level, upper limit of temperature, lower limit of temperature and alarm function of low water level to ensure sufficient safety in use. 。 This design basically completes the functions required by the system. After repeated debugging, the system can meet the requirements of stability, reliability, strong anti-interference ability and high precision.

Key words:Solar Water Heater ;Controller;Water temperature and water level;alarm system

目 录

1 前言 1

1.1课题研究的目的及意义 1

1.1 国内外研究概况 1

1.2.1 国外研究概况 1

1.2.2 国内研究概况 2

1.1.3 本设计内容及实现功能 2

2 方案设计与论证 4

2.1 太阳能热水器控制器参数设置及报警系统设计描述 4

2.2 总体设计方案 4

2.3 太阳能热水器控制器及报警系统各模块设计方案选定 4

2.3.1 太阳能热水器控制器核心芯片的选定 4

2.3.2 显示模块的选定 5

2.3.3 水位检测模块的选定 5

2.3.4 温度检测模块的选定 5

2.4 太阳能热水器控制器及报警系统模块框图 6

3 硬件系统设计 7

3.1 单片机最小系统电路设计 7

3.2 水位检测模块电路设计 7

3.3 温度检测模块电路设计 8

3.4 时钟电路设计 9

3.6 蜂鸣器电路设计 10

3.7 储存器模块电路设计 11

3.8 按键模块电路设计 11

3.9 加热功能及加水功能模块电路设计 12

4 太阳能热水器控制器及检测报警系统的软件设计 13

4.1 系统主流程图 13

4.2 温度检测模块流程图及部分程序 14

4.3 时钟电路流程图及部分程序 16

4.4 水位检测模块流程图及部分程序 18

4.5 显示模块流程图及部分程序 19

4.6 按键模块流程图及部分程序 21

4.7 存储器模块流程图及部分程序 22

5 系统调试 24

5.1 调试环境 24

5.2 调试的操作过程 24

5.3 系统调试结果 24

结 论 28

致 谢 29

参考文献 30

附录A 31

1 前言

1.1课题研究的目的及意义

进入21世纪后,中国的经济实力快速提升,国人的生活水平随之不断上升。然而,在这样令人瞩目的进步过程中[1],是对能源需求的巨大增长,使中国自身所拥有的不可再生资源不断减少,而且过度使用不可再生能源会造成严重的环境污染问题,这让中国迫切希望找到清洁可再生的能源[2]。因此尽快的开发利用新型清洁能源被我国提上日程,成为一项国家发展任务。正因为这样,太阳能作为一种持续稳定的清洁能源开始在我国收到关注[3],经过了曲折开发和研究过程,遭受了无数挫折之后,现在达到了世界一流的先进水平,这期间各种太阳能转换装置不断涌现,太阳能热水器就是其中非常普通的转化设备。

目前世界传统能源的开发已经接近极限,而太阳能因其没有地域的限制,可直接就地转换和利用,且无须像煤炭等不可再生能源一样开采和运输,并且开发利用太阳能没有污染等特点成为了国家可持续战略发展的重要内容。作为可再生的太阳能必会成为传统能源的代替物[4],因而太阳能热水器控制器有着非常好的发展前景。太阳能控制器不仅控制精度高、可靠性好、易于控制、操作简单、功能完善且安全性能良好,更为重要的是可以提高太阳能的利用效率[5],达到节省能源的目的。这些优点不仅可以满足用户的需求,而且提高能源利用率、节能减排的效果必将得到国家的大力支持。目前,我国家用热水器接近4亿台,已经成为世界最大的太阳能热水器生产国,相关生产企业超过1000家[6]。试想如果每一台太阳能热水器都有相配套的控制器,而它的功能足够满足人们的使用且具有一定的智能化,那么太阳能必将迎来新的发展热潮[7],这将使我国能源供应紧张的局面找到新的解决方法。因此要引起足够的重视,加大投入研发的力度,及时拿出高质量、性能优异的太阳能测控产品。

1.1 国内外研究概况

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