摘 要

我国因供暖体制的诸多漏洞导致能源的大量浪费已经引起了相关部门和民众的重视。传统的集中供暖方式已经满足不了当今高速发展的社会，随着城市化的迅速发展，不断扩建的高校是我国冬季供暖的“耗能大户”。为了确保《全国生态保护“十三五”规划纲要》的顺利实施，改善供暖系统的合理性是解决当前能源问题的当务之急，同时也是本设计开展的重要意义。

本篇文章的研究对象是一种可以进行远程通信的教室温度集中控制系统，本系统以宏晶STC89C52为主控芯片进行开发，外接DS18B20对教室的温度进行实时监控和收集。系统可通过RS-485实现信息双向传输，可将采集到教室温度和人数数据传输给远程PC端，上位机也可对暖气阀门的开关进行远程控制。当光电传感器检测到人进出时便可得到教室的使用人数，通过教室人数的有无系统将自动控制阀门的开启和关闭，当特殊情况时也可由操作员对暖气阀门进行手动开关控制。

关键词：教室温度控制、暖气控制、STC89C52、RS-485远程通信、DS18B20

Classroom temperature centralized control system design

ABSTRACT

Many loopholes in the heating system in China have caused a lot of energy waste has attracted the attention of the relevant departments and the public. The traditional central heating method has been unable to meet the rapid development of society, With the continuous improvement of urbanization level, the energy consumption of school heating has always been a difficult problem to solve. In order to implement the national ecological protection " the thirteenth five-year plan " outline, research out a reasonable heating system is the top priority to solve the current energy problems, but also the design of the important significance.

The object of this paper is a centralized control system for classroom temperature which can be communicated remotely. The system is developed with STC89C52 as the main control chip and DS18B20 as the external controller to monitor and collect classroom temperature in real time. The system can communicate remotely through rs-485, and transmit the collected temperature and number of students to the remote upper computer, which can also control the switch of heating valve remotely. When the photoelectric sensor detects the entrance and exit of people, the number of people in the classroom can be obtained. The system with or without the number of people in the classroom will automatically control the opening and closing of the valve. In special cases, the operator can also manually switch the heating valve.

Key words：Classroom temperature control, heating control, STC89C52, RS-485 telecommunication, DS18B20.

目 录

1 绪 论 1

1.1选题背景及意义 1

1.1.1我国的能源消耗情况及采暖政策的缺陷 1

1.1.2国家供热体制改革 1

1.2国内外研究现状 2

1.3本文主要工作 4

2 教室温度集中控制系统总体方案的设计 6

2.1教室温度集中控制系统的功能及特点 6

2.1.1系统主要实现的功能 6

2.1.1教室温度集中控制系统的主要特点 6

2.2教室温度集中控制系统的系统组成 7

2.3系统操作模式 8

3 教室温度集中控制系统的硬件设计 9

3.1单片机芯片的选型及相关电路设计 9

3.1.1单片机选型的原则 9

1.1.2 STC89C52单片机的简介 10

1.1.3 单片机最小系统的电路设计 11

3.2数字温度传感器的选型及相关电路设计 12

3.2.1数字温度传感器的选型 12

3.2.2数字温度传感器DS18B20的简介 13

3.2.3 DS18B20的测温原理 15

3.3 RS-485远程通讯及相关电路设计 16

3.3.1 RS-485的简介 16

3.3.2 MAX485芯片及接口电路 17

3.4阀门驱动电路的相关电路设计 20

3.4.1阀门驱动电路的介绍 20

3.4.2阀门驱动的工作原理及设计 20

3.5光电传感器的相关电路设计 21

3.5.1 E18-D80NK-N光电传感器的介绍 21

3.5.2 E18-D80NK-N光电传感器的电路设计 22

4 教室温度集中控制系统的软件设计 23

4.1软件设计的思路 23

4.2温度传感器DS18B20的测温流程 24

4.3光电传感器的程序设计思路 25

4.4.阀门驱动电路的程序设计思路 27

总结与展望 29

全文总结 29

存在问题和未来展望 29

致 谢 30

参考文献 31

附录A 32

1. 绪 论

1.1选题背景及意义

1.1.1我国的能源消耗情况及采暖政策的缺陷

随着我国上层建筑的不断完善，我国的城市化进程日新月异，城市集中供暖的普及率较之二十世纪末已经有了显著的提高，但伴随而来的严峻考验是能源的大量消耗。我国虽幅员辽阔，但天然气等能源的人均占有量十分低。矛盾的是我国能源消费却是世界第一，更令人唏嘘的是我国能源有效使用率只有35%左右，远低于世界平均水平。单位国内生产总值能耗高于世界平均水平两倍左右，大约是发达国家的2.5倍 ^[1]。

随着我国城乡建设一步一个脚印从落后走向小康，越来越多的住宅小区以及高校都已经具备冬季持续供暖的能力。目前我们国家大多数地区以集中供暖为主，相比起以前落后的锅炉供暖，在一定程度上缓解了能源的浪费使用，直到今天集中供暖仍是我国主要的供暖模式。但我国大部分地区的供暖收费标准仍是以建筑面积来计算，一些无人居住或少有人活动的闲置空房也照常供暖，用多用少都要统一缴费。久而久之，我国的采暖政策的一些缺陷浮现出来了。大致表现为：

（1）因为供暖是在特定时间、特定区域同时进行的，用户无法控制供暖的时间和温度。如果冷空气未如预期到来，或提前离开，用户仍会被低温影响到生活舒适度。