基于51單片機(jī)熱量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述一、課題背景隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，人民生活水平日益提高，區(qū)域性的集中熱水供暖，即俗稱的“暖氣”，已在我國北方的大眾城市得到普及。但對暖氣用戶的用熱量無法控制，而且長期缺乏一個(gè)合理的計(jì)量措施，所以大部分地區(qū)仍按供暖的建筑面積計(jì)費(fèi)，而不是按實(shí)際的熱量計(jì)費(fèi)。于是，一些供熱量高，室內(nèi)溫度偏高的建筑用戶，不是想方設(shè)法去調(diào)節(jié)供熱量來降低室內(nèi)溫度，而是采取冬季開窗的方式來散熱。這種熱量計(jì)量與實(shí)際用熱量不掛鉤的計(jì)費(fèi)方式，不僅不利于喚起人們的節(jié)能意識，而且熱量的大量損失，使供熱企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益變差，制約了城市集中供

2、暖的發(fā)展，與節(jié)約型社會(huì)極不協(xié)調(diào)。在市場的經(jīng)濟(jì)條件下，供熱企業(yè)與暖氣用戶之間的關(guān)系變成業(yè)主與顧客之間的商品買賣關(guān)系。企業(yè)有按其供給用戶熱量的數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行定價(jià)和收費(fèi)的責(zé)任，用戶有按其得到熱量的數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行議價(jià)和付費(fèi)的要求。尤其隨著房改進(jìn)展和住房私有化后，住戶對采暖方式有了自主選擇的權(quán)利和自由。這些都將對傳統(tǒng)的暖氣計(jì)費(fèi)方式提出挑戰(zhàn)。因此，為適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)體制運(yùn)作的要求，同時(shí)滿足住戶家居生活的自動(dòng)化、安全化、舒適化的要求，設(shè)計(jì)一種合理的，準(zhǔn)確的計(jì)量用戶熱量的裝置已經(jīng)成為當(dāng)前供暖技術(shù)中亟待解決的課題。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展水平國外，熱是以商品進(jìn)入市場的。歐洲早在20世紀(jì)二十年代就開始進(jìn)行按戶計(jì)量，八

3、十年代己全面實(shí)行集中供暖按戶計(jì)量。美國到八十年代末期應(yīng)用的熱量計(jì)儀表己達(dá)到250萬臺。七十年代末出現(xiàn)的能源危機(jī)及能源消耗加大了環(huán)境污染，這些使得節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境成了舉世矚目的大事，促進(jìn)了發(fā)達(dá)國家供熱計(jì)量技術(shù)的長足進(jìn)步。我國早在1986年開始試行第一部建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但建設(shè)部2000年對北方的檢查結(jié)果表明：真正的節(jié)能建筑只占到同期建筑總量的6.4%!不僅單位建筑采暖能耗為發(fā)達(dá)國家新建建筑的3倍以上，而且空調(diào)系統(tǒng)的能耗也居高不下。事實(shí)上，造成大量能源喂費(fèi)的原因，除體制方面的原因外，還在于傳統(tǒng)的暖氣熱量無法得到控制的局面縱容了高能耗”的行為1幾近年來，國內(nèi)許多部門做了大量有效的工作，在熱量計(jì)量的

4、供熱系統(tǒng)以及熱量計(jì)量方法方面做了一些示范工程，進(jìn)行了有效探索，取得了一定的成效。目前，國內(nèi)不少單立根據(jù)建筑采暖必須計(jì)量的原則，已著手研究開發(fā)建筑節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品，引進(jìn)、消化、耕制相關(guān)的控制手段和儀表。天津、北京、哈爾濱等城市的供熱單位已經(jīng)以不同規(guī)模，卜同供熱計(jì)量方式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并取得了可喜的成績。國內(nèi)試驗(yàn)的計(jì)量方法及儀表主要采用了兩種計(jì)量方式，每種方式都有其自身的技術(shù)卜點(diǎn)，成本效益也各不相同。a）方式A:樓棟熱表整棟樓的熱耗由安裝在熱力入口的一塊熱量表計(jì)量，并以此計(jì)算整棟樓的熱量。b）方式B:戶用熱量表戶用熱量表安裝在每戶的散熱器上，對每戶所使用的熱量進(jìn)行計(jì)量，以達(dá)到對熱量的控制。鑒于此本課題將

5、使用方式b,戶用熱量表，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)改進(jìn)。使它能適用于各種供熱系統(tǒng)的熱量控制，并且能對用戶所使用的熱量進(jìn)行熱費(fèi)的結(jié)算，實(shí)現(xiàn)無人抄表,并能像水、電、氣一樣將數(shù)據(jù)傳至物業(yè)管理中心，由管理中心統(tǒng)一對熱量表數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入，避免了入戶抄表擾民和人為讀數(shù)誤差，使管理水平得到大大提高。23三、熱量表概述要控制熱量，還必須具備適用的熱量計(jì)量工具，而熱量表就是建立在分戶計(jì)量的基他上，通過測量流經(jīng)散熱器的熱媒總量以及當(dāng)時(shí)的溫度計(jì)算熱量的損失，實(shí)現(xiàn)了把熱作為一種商品供應(yīng)給千家萬戶。一個(gè)完整的熱量表由三個(gè)部分組成：流量傳感器，用以測量宛經(jīng)熱交換系統(tǒng)的熱水流量；配對溫度傳感器，分別測量供暖進(jìn)水和回水溫度；計(jì)算顯示器，

6、根據(jù)與其相連的流量傳感器和溫度傳感器提供的流量和溫度數(shù)據(jù)，通過熱量公式計(jì)算出用戶從熱交換系統(tǒng)獲得的熱量。一般都顯示輸出總耗熱量、總耗水量、瞬時(shí)熱量、疑時(shí)流量、供回水溫度、溫差、最高溫度、時(shí)間等參數(shù)。其技術(shù)參數(shù)還有存儲數(shù)據(jù)性能、'專輸數(shù)據(jù)性能、壽命與可靠性、自備電源或電池等。4按照熱量表計(jì)量原理（測量流量方式）的不同，戶用型熱量表可以分為葉輪式、渦輪式、壓差式、電磁式、超聲波式等種類。上述儀表可直接測得熱量，但都屬于必須校正的儀表。因?yàn)樗鼈兊膬r(jià)格較貴，不可能按房間來安裝，一般都是按戶來安裝，對居民書戶通常都是采用小型的，標(biāo)準(zhǔn)流量為0.6立方米/小時(shí)的熱量。這類儀表按照制作標(biāo)準(zhǔn)所匹配的溫度

7、傳感器精度，在標(biāo)準(zhǔn)流量情況下，采暖的給/回水溫差在t<10K時(shí)為8%,當(dāng)10K-<At<20K時(shí)為7%,當(dāng)At-20K時(shí)為5%。隨著流量的減小而誤差將增大。世界上兩個(gè)主要有關(guān)熱計(jì)量的國際標(biāo)準(zhǔn)（世界法定計(jì)量組織OIMLR75和歐共體EN1434標(biāo)準(zhǔn)）推薦使用葉輪式、電磁式和超聲波式三種熱量表的。在這三種熱量表中，葉輪式熱量表是通過葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)測量水的流量，按流速的形式分為單流速式和多流速式兩種。單流速式主要優(yōu)點(diǎn)是體積小、質(zhì)量輕、外形美觀，但由于流量僅從一個(gè)方向沖擊葉輪，對葉輪和軸的材質(zhì)要求較高，同時(shí)由于其腔體較小，對熱水的水質(zhì)要求較高。多宛速式主要優(yōu)點(diǎn)是，由于流量從多個(gè)方向沖擊葉

8、輪，對葉輪和軸的材質(zhì)要求相對較低，其腔體較大，內(nèi)置過濾網(wǎng)，極大提高了抗污水的能力。葉輪式熱量表具有耗電少、抗干擾性好、安裝維護(hù)方便和價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，其測量原理和結(jié)構(gòu)相對簡單，對工作條件的要求相對不高，因此現(xiàn)在應(yīng)用的比較多，在戶用表中普遍采用，在熱水管網(wǎng)的熱計(jì)量中占據(jù)主導(dǎo)地位。如法國和德國，葉輪式熱量表的比例高達(dá)90%,但是葉輪式熱量表在水中雜質(zhì)較多時(shí)精度會(huì)受到較大的影響。6超聲波式熱量表是通過超聲波射線直射或反射的方法測量熱水的流量，其測量腔體內(nèi)部沒有任何可動(dòng)部件，對介質(zhì)的成分沒有要求。超聲波式熱量表的優(yōu)點(diǎn)是量程大、計(jì)量精度較高、壓力損失較小，但是易受管壁銹蝕程度、水中泡沫或雜質(zhì)含量、管道震動(dòng)

9、的影響，尤其是當(dāng)測量腔體內(nèi)存在結(jié)垢時(shí)將極大地降低測量精度，而且成本較高，功耗較大，在戶用表中用量較少。電磁式熱量表是按法拉第定律測量熱水的流量，其測量腔體內(nèi)部沒有任何可動(dòng)部牛，但對供熱介質(zhì)的電導(dǎo)率有要求（>10U5/CM）,同時(shí)由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高功耗較大，在戶用表中用量也較少。從熱量表的分類可以看出，制造熱量表的技術(shù)比電表、水表、煤氣表等要復(fù)雜。只有采用高質(zhì)量的熱量表，并綜合考慮其經(jīng)濟(jì)性、耐用性、可維修性等性能指標(biāo)，才能達(dá)創(chuàng)熱量的控制。經(jīng)分析本課題將使用葉輪式熱量表，因?yàn)樗w積小、質(zhì)量輕、外形美觀、耗電少、抗干擾性好、安裝維護(hù)方便和價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，其測量原理和結(jié)構(gòu)相對簡單，對工作條

10、件的要求相對不高70四、課題研究內(nèi)容與目標(biāo)針對目前集中供暖系統(tǒng)中的分戶供熱和熱量計(jì)量中存在的問題，本課題研制的熱量控制系統(tǒng)可以有效的解決現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問題。顯示器RS-485鍵盤圖1系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖本系統(tǒng)首先要完成的是對用戶熱量的計(jì)量以達(dá)到控制的目的。因?yàn)樵撓到y(tǒng)可以安裝在每個(gè)散熱器上，可以控制暖氣熱媒流量并進(jìn)行計(jì)算，控制熱量，這樣用戶就可以自己設(shè)定溫度了，自動(dòng)調(diào)節(jié)熱量，達(dá)到節(jié)能的目的。網(wǎng)叫10本系統(tǒng)上安裝了IC卡讀寫器，增加了這個(gè)系統(tǒng)，就是為了用戶能方便的實(shí)現(xiàn)買多少塊用多少熱。本系統(tǒng)對熱量的計(jì)量后，由IC卡傳遞繳費(fèi)信息（用戶購買的熱量額通過IC卡傳遞給熱量控制表），當(dāng)熱量控制表受到IC卡的繳費(fèi)信息

11、之后，啟動(dòng)測量控制系統(tǒng)，則量計(jì)算所用的熱量，并從熱量余額中扣除所耗熱量，當(dāng)所購買熱量快要用完時(shí)，報(bào)警通知用戶繼續(xù)購買熱量，當(dāng)所購熱量用完之后還末沖值，自動(dòng)切斷供熱。由此完全可以實(shí)現(xiàn)“熱”的公平交易。這套系統(tǒng)的開發(fā)研究，不但解決了集中供熱計(jì)量熱量控制的問題，而且可以改造集中供熱的管理模式和方法。為集中供熱及計(jì)量收費(fèi)系統(tǒng)管理的電子化和網(wǎng)絡(luò)化奠定了基礎(chǔ)。由于本系統(tǒng)針對市場需要進(jìn)行開發(fā)的，因此具有很強(qiáng)的實(shí)用性和巨大市場價(jià)值。1112參考文獻(xiàn)1淺談熱量計(jì)在中國的應(yīng)用段新峰(沈陽第三熱力供暖有限公司，沈陽110025)機(jī)械設(shè)計(jì)余制造Aug.2004No.42蘇文，淺談流量計(jì)的發(fā)展及現(xiàn)狀，中國儀器儀表，20

12、02.63智能化測量控制儀表原理與設(shè)計(jì)徐愛鈞編著北京航空航天大學(xué)出版4流量測量技術(shù)及儀表梁國偉蔡武昌主編盛鍵鄭建英程峰編寫機(jī)械工業(yè)出版社5呂素德，姜學(xué)智，楊獻(xiàn)勇等熱工參數(shù)測量與處理北京:清華大學(xué)出版社.19906流量測量技術(shù)及儀表梁國偉蔡武昌主編機(jī)械工業(yè)出版社7王福瑞，王春艷，陸培等單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全北京；北京航空航天大學(xué)出版社.19998智能儀器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)盧勝利主編重慶大學(xué)出版社9智能儀器技術(shù)及其應(yīng)用方彥軍孫鍵編著化學(xué)工業(yè)出版社10MSC-51單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)例南建輝熊鳴王軍茹編著清華大學(xué)出版社11單片機(jī)原理及應(yīng)用趙德安等編著機(jī)械工業(yè)出版社12基于MSC-51單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)李

13、伯成編著電子工業(yè)出版社1351系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例樓然苗李光飛編著北京航空航天大學(xué)出版社14李紅春，李鳳蓮IC卡煤氣表收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).電子工程師，2000(12)15錢富珍.IC卡標(biāo)準(zhǔn)化.上海標(biāo)準(zhǔn)化，2000(3)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告2.本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：一、供暖熱量計(jì)量系統(tǒng)中存在的問題我國供暖計(jì)量系統(tǒng)中存在以下問題：1、解決系統(tǒng)流量變化對室溫的影響。2、熱量表功耗大，用戶不能根據(jù)需要調(diào)節(jié)供熱溫度。3、不能應(yīng)用于各種供熱系統(tǒng)的按熱量收費(fèi)。4、熱量計(jì)算方法研究不成熟。5、現(xiàn)有熱量表計(jì)量精度不高。二、本課題擬采用的研究手段通過本課題的研究，主要是要設(shè)計(jì)一個(gè)熱量控制系統(tǒng)，本課題將采用51單片機(jī)來設(shè)計(jì)這一控制器，單片機(jī)使用起來比較方便，而且單片機(jī)具有性能高、速度快、體積小、價(jià)格低、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn).鑒于這些優(yōu)點(diǎn)，本課題將選擇使用它。131415整個(gè)熱量控