太陽能熱水器控制器開題報告

1、畢業(yè)設計（論文）開題報告學生姓名李曉燕201202501319自動化指導教師趙娟娟講師所在學院電氣工程學院姓名來源結(jié)合生產(chǎn)實際課題性質(zhì)應用研究課題名稱太陽能熱水器控制器的設計目前，中國已成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國，年產(chǎn)量約為世界各國之和，已有一百多家太陽能熱水器生產(chǎn)廠。但是與之配套的太陽能熱水器控制器卻一直處在研究與開發(fā)階段，當由于天氣原因而光強不足時，就會給熱水器用戶帶來不便;即使熱水器具有輔助加熱功能，由于加熱時間不能控制而產(chǎn)生過燒，從而浪費大量的電能太陽能控制器可以根據(jù)天氣情況利用輔助加熱裝置使蓄水箱內(nèi)的水溫在設定時間達到預先設定的溫度，從而達到全天供應熱水的目的。太陽能熱水器是

2、太陽能利用中最常見的一種裝置，經(jīng)濟效益明顯，正在迅速的推廣應用，太陽能熱水器能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)換成熱能，供生產(chǎn)和生活使用。能源和安全問題是現(xiàn)代社會關(guān)注的焦點?，F(xiàn)有的電熱型熱水器費用的偏高以及燃氣型的不安全性、和對空氣、環(huán)境的污染等缺點，太陽能熱水器控制器克服了以上缺點，太陽能熱水器是環(huán)保、無污染、人們使用簡單、安全放心太陽能熱水器以其諸多的優(yōu)點受到人們的青睞，利用太陽的能源大量節(jié)約其他不可再生能源，是以后能源發(fā)展的趨勢因此，人類要解決上述能源問題、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，只能大畢業(yè)設計規(guī)模的開發(fā)和利用可再生潔凈能源。它是現(xiàn)代文明社會綠色能源的最佳選擇.目前的意義市場上的大多數(shù)太陽能熱水器只是純粹的加熱問題

3、，還沒有其他的智能控制方法，在沒有太陽的天氣下無法使水箱中的水加到最熱。其次對太陽能熱水器中的水位沒有記錄，使人們不能及時知道水箱中的水量，缺乏自動性。因此需要設計一塊智能化的太陽能熱水器控制器來實現(xiàn)自動上水、水位水溫的控制、溫度過高報警、水位過低報警及自動上水、溫度過低時自動加熱等功能。近年來，利用太陽能和其它能源的結(jié)合，使得太陽能熱水器更加的完善，在任何天氣情況下都能使用到熱水。但這種太陽能熱水器控制器只具有溫度和液位的顯示功能，不具有溫度控制功能，鑒與國內(nèi)熱水器的市場逐漸擴大，與其配套的熱水器急需改進的狀態(tài)下研制了這套智能的太陽能熱水器控制器。本來課題是基于89C51單片機的太陽能熱水器

4、控制器，通過對單片機技術(shù)，太陽能熱水器控制技術(shù)等的認識，聯(lián)系實際要求，將所學知識應用到現(xiàn)實生活中去，在對設計的不斷實踐改良，使得太陽能熱水器控制器更加符合實際要求，具有更高的實用f生研究內(nèi)容1本課題研究的主要內(nèi)容本課題設計以單片機為核心完成系統(tǒng)設計，將來自溫度和水位檢測傳感器的信號經(jīng)過調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)化后送入單片機，一方面通過LED顯示當前溫度和水位值，另外一方面與溫度和水位設定值進行比較、運算，根據(jù)結(jié)果發(fā)出相應的上水、加熱指令，對熱水器控制器的溫度和水位進行控制.本次設計的主要內(nèi)容：溫度、水位檢測傳感器的選擇；A/D轉(zhuǎn)換器與單片機的接口的設計；(3)電源、按鍵、顯示部分的設計；(4)總體設計；

5、2。擬解決的關(guān)鍵問題如何實現(xiàn)溫度及液位顯示；如何實現(xiàn)智能上水、缺水上水和手動上水的功能；研究預期成果完成畢業(yè)設計任務書，字數(shù)兩萬字以上；編寫程序，調(diào)試成功，并在硬件電路上進行仿真達到預期的目的時間安排第12周收集、查詢、整理資料，明確涉及任務，撰寫開題報告；主要通過中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)和百度文庫來查詢歷年的碩士論文、期刊等，收集相關(guān)的資料明確設計要求任務；第56周確定設計方案；該熱水器控制器的核心是單片機，通過比較芯片AT89C51和89S52的優(yōu)缺點來確定設計方案；第7周完善具體方案設計，進行硬件電路的設計；第8周進行必要的仿真,初步完成硬件電路的設計；第9周完成硬件電路設計，確定元器件參數(shù)及

6、型號；硬件電路主要由單片機、A/D轉(zhuǎn)換電路、顯示電路、水位檢測電路、按鍵電路、溫度檢測電路等組成，其各模塊具體的作用在研究內(nèi)容里有所陳述；第10周完成硬件電路的繪制，進行程序設計；硬件電路的繪制同研究內(nèi)容；第1112周完成程序設計，并進行必要的仿真調(diào)試;第1314周論文撰寫，出圖；第15周畢業(yè)答辯。1。課題設計的總體方案本設計主要以單片機AT89C51控制為核心，采用模塊化設計。主要由電源模塊、顯示模塊、溫度采集模塊、水位采集模塊、按鍵模塊組成。其系統(tǒng)總體框圖如下:研究方法系統(tǒng)總體框圖各單元模塊的功能如下：單片機89C51是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash

7、存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。溫度傳感器模塊溫度傳感器模塊采用線式數(shù)字溫度傳感器，它具有體積小，分辨率高，轉(zhuǎn)換快等優(yōu)點。再加上溫度傳感器獨特的單總線結(jié)構(gòu)，在實現(xiàn)測控系統(tǒng)的溫度檢測方面就較好地利用了它的獨到特點,使系統(tǒng)得到了極大的簡化。水位傳感器模塊采用一個液位傳感器，當液面水位到達最高水位，傳感器經(jīng)過采樣電路報警。顯示電路模塊選用數(shù)碼管顯示，運用動態(tài)掃描對數(shù)碼管進行掃描，并且運用7407集成芯片對數(shù)碼管的位碼進行驅(qū)動。按鍵模塊用兩個按鍵來實現(xiàn)所要實現(xiàn)的功能，一個按鍵設置五個數(shù)碼管位的選擇，其后另外一個數(shù)碼管實現(xiàn)上下限溫度的加、減

8、.A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換是將傳感器輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送給單片機(7)電源模塊電路系統(tǒng)采用220V交流電源，經(jīng)電源模塊轉(zhuǎn)化為單片機及其外圍電路所需的5V直流電壓.單片機部分主要用于控制和處理各功能模塊的工作、實現(xiàn)時間設定、水位顯示、加熱等功能。太陽能熱水器控制系統(tǒng)的最大特點是所有功能模塊均由程序控制以完成各自功能顯示模塊由LED液晶屏顯示、鍵盤處理包括溫度的設置和控制加熱以及時間的設置等。設計思路通過以單片機為核心，結(jié)合其他模塊來實現(xiàn)溫度，水位的控制和顯示等功能.完成太陽能熱水器的智能化，滿足人們的需求，當系統(tǒng)上電后，首先初始化和掃描按鍵，當檢測到來自鍵盤的信號時,單片機會通過相應的

9、引腳電平來驅(qū)動相應的控制電路，溫度傳感器和水位傳感器用來檢測實時的溫度和當前的水位，當溫度過高或水位高出或低處設定值時，單片機也會做出相應的反饋如停止加熱、控制上水等，并會在一定條件下做出相應的報警。LED液晶顯示模塊用來顯示當前的溫度和水位的狀況。課題研究設計方法文獻法，通過查閱文獻資料，進一步完成本課題設計的任務；利用Protel99SE軟件完成原理圖的繪制；參考文獻1王俊峰。理工科學生怎樣做好畢業(yè)設計M北京：電子工業(yè)出版社出版，2004.82朱善軍單片機接口技術(shù)及應用M北京:北京航天航空大學出版社出版20033區(qū)建昌。電子設備的電磁兼容性設計M北京：電子工業(yè)出版社出版，20024藺金元單片機智能控制在太陽