太阳能热水器控制系统探讨与设计
基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计
基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计太阳能热水器控制系统是一种利用太阳能来加热水并保温的设备。
基于单片机的太阳能热水器控制系统能够监测系统状态，并根据需要自动地调节工作参数，实现高效能的利用太阳能热水器。
该系统的设计涉及多个方面，包括传感器、执行元件、控制算法和人机交互界面等。
首先，传感器部分。
在太阳能热水器系统中，常用的传感器包括温度传感器、光照传感器和压力传感器。
温度传感器可以用来测量水温，光照传感器可以用来检测太阳光强度，压力传感器可以用来监测水流状态。
这些传感器的数据可以通过单片机进行采集和分析。
其次，执行元件部分。
太阳能热水器系统中常用的执行元件包括电磁阀和水泵。
电磁阀用于控制水的流动方向，水泵用于实现水的循环。
在系统的运行过程中，单片机可以根据采集到的数据来控制这些执行元件的开关状态，以实现对水的流动和供暖的控制。
第三，控制算法部分。
太阳能热水器控制系统需要进行一系列的控制算法设计，包括针对太阳能热水器的启动和停止控制，水的加热和供暖控制等。
通过合理的控制算法设计，可以最大限度地提高太阳能热水器的工作效率，提升整个系统的性能。
最后，人机交互界面部分。
太阳能热水器控制系统需要一个人机交互界面，使用户可以进行相关参数的设置和监控。
在设计上，可以采用液晶显示屏和按键来实现用户的交互操作。
通过人机交互界面，用户可以方便地设置系统的工作模式、温度设定等，同时可以实时地监测系统的运行状态和各项参数。
综上所述，基于单片机的太阳能热水器控制系统设计包括传感器的选择和布置、执行元件的控制和驱动、控制算法的设计和优化以及人机交互界面的设计等方面。
这些设计要求兼顾系统的可靠性、高效性和便利性，以实现对太阳能热水器的精确控制和高效利用。
通过优化设计，可以将太阳能热水器的效能最大化，提供可靠的热水供应。
太阳能热水器智能控制系统设计
太阳能热水器智能控制系统设计智能控制系统主要分为硬件部分和软件部分。
硬件部分包括传感器、执行器和控制模块；软件部分包括数据采集、数据处理和控制算法。
1.传感器通过安装在太阳能热水器上的不同类型的传感器，可以实时获取一些必要的参数信息，如太阳辐射强度、水温、水位等。
传感器的选择需要考虑到其精度、可靠性和成本等因素。
传感器可以通过模拟信号或数字信号的形式将收集到的数据传输给控制模块。
2.执行器执行器用于控制太阳能热水器的工作状态，如水泵的开关控制、阀门的开关控制等。
执行器通常由电磁阀、电机或电热器等组成，通过开关控制电源的通断来实现相应的操作。
3.控制模块控制模块是整个智能控制系统的核心部分，它接收传感器传输过来的数据，并根据一定的控制算法进行处理，最后控制执行器的工作。
控制模块通常由单片机或微处理器组成，具有数据处理能力，并能通过通信接口与其他设备进行数据传输和控制。
4.数据采集数据采集是指将从传感器采集到的数据进行收集和记录的过程，可以将数据存储在数据库或者内存中，供后续的数据处理和分析使用。
数据采集可以通过定时采集、事件触发采集或实时采集等方式进行。
5.数据处理数据处理是指对采集到的数据进行计算、分析和处理的过程，以提取有用的信息。
例如，可以通过计算太阳能辐射强度和水温的关系来预测水温的变化趋势，以及控制相应的工作状态。
6.控制算法控制算法是根据实际应用需求设计的，用于根据传感器数据和其他信息来控制太阳能热水器的工作状态。
例如，根据太阳辐射强度和水温的关系，可以设计一个算法来控制水泵的开关，以实现更高效的加热水温。
总结起来，太阳能热水器智能控制系统的设计可以通过传感器实时获取相关参数信息，经过数据采集和处理，最终通过控制算法控制执行器的工作状态。
这样的设计可以提高太阳能热水器的效率和节能性，实现智能化的控制和管理。
太阳能热水器自动控制系统的设计
２ ． ２具有较 广的功 能性和其 适应 性
在 当代 Ｐ Ｌ Ｃ 可 以 对 常 开 常 闭 开 关 进 行 其 电脑控制 ，使 其方 便，精准计算 。不仅如此 ， Ｐ Ｌ Ｃ具有 电路的一切运算 、处理等功 能，并且 Ｐ Ｌ Ｃ不仅仅 只能控制机器 ，他可 以控制 几台机 器或者 是一 条生产线，使其方便工厂 的加工 ， 向着 人 们 所 希 望 的 方 向 前 进 。
分Ｐ Ｌ Ｃ 由Ｐ Ｌ Ｃ 设 计 的 太 阳 能 热 水 器 自动 控 制 满足其 热 水器 的基 本 控 制 功 能、修 理 更加 的便 利 、 系 统 具有 拓 展 等一 系列优 点。 太 阳 能热水器 自动控制 系统中 由于 Ｐ Ｌ Ｃ 的加入 ，减 少太 阳能 热水 器对 其 他 元件 的使 用， 大大减 少 了热水 器的损 坏 性 ，从 而达 到 了 系统 的
１太 阳能热水器系统发展 的概述
在 工 业革 命发 展 的前 提下 ，世 界各 国工 业 快速 发展。然而工业革命 带来 的环境 问题 日 益突出。现阶段 ，人们 把 目光放在清洁能源上 ， 以求得可持续性发展 。太 阳能，作为源源不断 的能源 一直饱受人们 的关注 。在 现阶段 ，太阳 能发展 已经获得 了卓越 的成 效，例如太阳能 电 池 、 太 阳 能 热 水 器 ，太 阳 能 发 热 等 。但 是 现 阶 段，我国大部分太 阳能热水 器控 制部分是通过 单片机 完成的 ，在单片机 电路中存在大量的中 间继 电器和时 间继 电器来运 行其工作，不仅元 器件过多 ，而且 电路连接 也过于复杂 ，不利于 维修 。现如今 ，电路 的发展 迅速，人们将 目光 放 在简单、实用 的电路上 。人们发现可编程控 制器 （ Ｐ Ｌ Ｃ） 通 过 使 用 时 间 继 电器 和 中 间 继 电 器，重复使用常开 、常闭触 点的方法 ，并且通 过 “ 软元件 ”的方法 使其 取代大量 的时 间继 电 器 和中间继 电器 ，使 复杂 电路简化 ，使其 易于 操作。现阶段 ，太 阳能热 水器的普及 。然而传 统的热水器 中大多采用单 片机控制 ，单片机开 发价格不仅高 ，而且 过于复杂，使得成本逐渐 升高，不利于市场 的普及 。 Ｐ Ｌ Ｃ开发价格较低 ， 操作方便 ，实用性较 强，易于流通市场 。所 以 传统太阳能 已经不适 应人们的生活要求 ，所 以 我们 现阶 段将重 点放 在有 Ｐ Ｌ Ｃ的太阳 能热水 器控制系统 。
太阳能热水系统的设计与应用案例
太阳能热水系统的设计与应用案例太阳能热水系统是一种利用太阳能直接或间接加热水的技术，它是一种环保且节能的热水供应方式。
在本文中，我们将探讨太阳能热水系统的设计原理，并通过一个应用案例来说明其实际应用价值。
一、太阳能热水系统的设计原理太阳能热水系统的设计原理基于太阳能的收集和转换。
主要包括太阳能集热器、热水储存装置、热水循环管道和控制系统。
1. 太阳能集热器太阳能集热器是太阳能热水系统的核心组件。
它通常由太阳能热管、平板集热器或真空管集热器等组成。
太阳能集热器的作用是将太阳辐射能转换为热能，并传导给储水装置。
2. 热水储存装置热水储存装置用于存储从太阳能集热器传导过来的热能。
常见的储水装置包括热水箱和热水储罐。
热水储存装置应具备一定的保温性能，以保持储存热水的温度。
3. 热水循环管道热水循环管道将储存于热水装置中的热水输送到使用点。
它通常由热水管、循环泵和阀门等组成。
热水循环管道的设计应合理，以确保热水能够高效地输送到各个使用点。
4. 控制系统控制系统用于监测和调节太阳能热水系统的运行状态。
它通常由温度传感器、控制器和执行机构（如阀门或泵）等组成。
控制系统可以实现自动控制、定时控制和温度调节等功能，以满足不同使用需求。
二、太阳能热水系统的应用案例以下是一家住宅小区中太阳能热水系统的应用案例。
该小区共有100户居民，为了满足居民们的热水需求，设计了一套太阳能热水系统。
该系统采用平板集热器作为太阳能集热器，并设置了50台热水箱作为热水储存装置。
所有的热水储存装置都通过热水循环管道连接起来，以实现热水的输送。
为了保证热水的稳定供应，系统还安装了控制系统，根据不同的需求自动调节太阳能热水系统的运行。
在实际应用中，该太阳能热水系统取得了显著的效果。
首先，它能够满足小区居民的热水需求，几乎不需要使用传统的电热水器或燃气热水器。
其次，太阳能热水系统的运行非常稳定，几乎不受外界环境影响。
再次，该系统的安装和维护成本相对较低，具有一定的经济效益。
关于太阳能热水系统设计探讨
关于太阳能热水系统设计探讨摘要：随着现代高科技的不断发展，我们突然发现原来太阳不仅仅只是带给人类光明与温暖，它更是一种新型能源的拥有者，而且太阳能取之不尽用之不竭，是洁净、无污染、可再生的绿色能源。
本文主要探讨一下太阳能热水系统设计，结合一些工程实例，对各种太阳能热水系统的对比分析，提出适合的方案。
关键词：太阳能热水系统能源中图分类号：tk511文献标识码：a 文章编号：前言20世纪以来，随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，对能源的需求量不断增长。
化石能源资源的有限性，以及他们在燃烧过程中对全球气候和环境所产生的影响日益为人们所关注。
从资源、环境、社会发展的需求看，开发和利用新能源和可再生能源是必然的趋势。
太阳能作为一种新型能源，其开发利用不仅可以节约能源，为企事业单位提高经济效益，又可减少常规能源消耗及对环境的污染，有利于保持生态平衡，因此有巨大的经济效益和社会效益。
太阳能热水器(也称太阳能热水系统)，是利用高效吸热装置(太阳能集热器)吸收太阳辐射能，将冷水加热并储存于带有保温结构的水箱中，向用户提供热水的一种装置。
太阳能热水器是当今世界新能源利用中技术最成熟、最具有经济性、即安全，又环保的节能装置。
1、太阳能热水系统的选择该建筑属于拆迁安置高层住宅区居民为原五个自然村村民.已习惯原有的零物业管理模式习惯独立制备热水，接受即开即有、方便灵活的用水方式因此，笔者在选择太阳能热水系统时，主要考虑如下因素:充分尊重居民原有的生活及用水习惯确保用水的舒适性、安全性;确保系统运行的风险性较小;热水使用具有一定灵活性;尽量避免热水系统的分摊收费问题便于今后的物业管理最大限度的利用太阳能资源，确保系统的经济节能。
2、几种太阳能热水供应方式2.1 分户式安装太阳能热水器分户式安装采用自然循环式太阳能热水器,安装在屋顶经特别设计留用的区域里。
同一单元住户整齐排放。
热水器由住户自行购买安装,开发商预先安装好经保温处理的进出水管(大都两管合一),住户根据自己的习惯使用热水器内热水。
太阳能热水器智能控制系统设计
太阳能热水器智能控制系统设计一、引言太阳能热水器是一种利用太阳能进行加热水的技术设备，具有环保、节能、安全等优点，正逐渐被广大用户所接受和使用。
然而，当前太阳能热水器的控制系统一般较简单，只能实现温度设定和加热控制的基本功能。
本文将基于这种现状，设计一种太阳能热水器智能控制系统，以提高系统的自动化程度和智能化程度，为用户提供更便捷、高效、舒适的使用体验。
二、系统架构智能控制系统的基本架构包括感知层、传输层和应用层。
感知层通过传感器检测环境参数，如太阳能收集器的温度、太阳辐射强度等，传输层将感知层采集到的数据传输给应用层处理，并接收应用层的控制指令。
三、硬件设计1.传感器选择：选择适合使用环境的温度传感器、辐射传感器等多个传感器，确保感知层能够准确地采集各项参数。
2.控制器设计：选用具有较高性能和稳定性的控制器，能够实时处理感知层传输的数据和应用层指令，确保控制系统的高效、稳定工作。
3.通信模块选择：选择适合的无线通信模块，以确保感知层数据的稳定传输和应用层指令的可靠接收。
四、软件设计1.数据处理算法：根据感知层采集的数据，设计相应的数据处理算法。
如根据太阳能收集器的温度和太阳辐射强度，计算热水器加热的时间和功率等参数。
2.智能控制算法：设计智能控制算法，根据用户设定的热水需求以及当前环境参数，自动控制热水器的工作状态，实现最优的加热效果和节能效果。
3.用户界面设计：为用户提供友好、直观的操作界面，以便用户随时设定热水需求、查询加热状态和温度等信息。
五、系统功能1.自动感知：系统能够自动感知太阳能收集器的温度、太阳辐射强度等参数，并采集到控制器。
2.数据处理：根据感知层采集的数据，通过数据处理算法计算热水器的工作参数，并将参数传输给应用层。
3.智能控制：根据用户设定的热水需求，结合当前环境参数，通过智能控制算法自动控制热水器的工作状态，实现最优的加热效果和节能效果。
4.用户界面：为用户提供友好、直观的操作界面，用户可以设定热水需求、查询加热状态和温度等信息。
太阳能热水器温度控制系统-毕业设计
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汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题
02 系 统 概 述
03 硬 件 设ห้องสมุดไป่ตู้计
04 软 件 设 计
05 系 统 测 试 与 优 化
06 结 论 与 展 望
Part One
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研究太阳能热水器 的温度控制与物联 网技术的结合
THANKS
汇报人：
测试环境：室内温度、光照 强度、水箱容量等
测试结果：系统稳定性、准 确性、响应速度等
优化方案：根据测试结果， 调整系统参数，提高系统性
能
优化方案与实施
优化目标：提高太阳能热水器的温度控制精度和稳定性 优化方案：采用PID控制算法，实现温度闭环控制 实施步骤：搭建测试平台，进行参数调整和优化 优化效果：提高温度控制精度，降低温度波动，提高系统稳定性
Part Five
系统测试与优化
测试环境与设备
测试环境：室内、室外、晴天、 阴天、雨天等不同环境
测试设备：温度传感器、控制 器、太阳能热水器、数据采集 器等
测试方法：模拟实际使用环境， 进行长时间连续测试
测试指标：温度控制精度、响 应时间、稳定性、安全性等
测试过程与结果
测试方法：模拟实际使用环 境，记录温度变化、系统响 应时间等
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自动开关机：根据设定时间自动开 关热水器
远程控制：可以通过手机APP远程 控制热水器的运行状态
系统组成
太阳能集热器：收 集太阳能并将其转 化为热能
储水箱：储存热水， 保持水温稳定
太阳能热水器自动控制系统毕业设计
太阳能热水器自动控制系统绪论太阳能热水器已经进入千家万户，太阳能热水器给人们的生活或工作提供了很大的便利，但是还存在着很大的不足。
比如夜间用水，太阳能即便有很强的保温设备，但收到外接温差的影响，内部温度还是会下降。
如何实现热水的实时供给，成为一个研究的方向。
本课题根据上述问题，提出解决方案，重在研究自动加热系统，完善太阳能热水器的功能，提高使用性。
本设计使用STC89C52系列单片机作为主节制模块,实现太阳能自动控制系统设计，该系统由八个基本模块组成，实现对太阳能水箱水位、温度的实时检测并报警，通过按键调整时间设置，切换夜间自动加热和手动加热等多种功能。
本设计进行了proteus仿真，验证可行之后，通过软件绘制电路原理图，然后根据电气路焊接实物，在实物上完成所有预期功能。
关键词：单片机太阳能自动控制软件仿真ABSTRACTThe design is designed based on STC89C52 microcontroller to control the smart car automatic tracing system is easy to use, which covers the design of modules and software of automatic tracing smart car hardware on the main part. The smart car automatic tracing system is based on C52 microcontroller based controller core, then the four road to pavement of injection tube of infrared detection system to detect the track, then the signal detected by the real-time feedback transmission for C52 mcu. C52 microcontroller receives the detection signal, compares the relative software according to internal procedures,obtained through the analysis results to control the drive motor running, driving direction which drives rotation control to control the wheels of the car car, allowing the car to travel to their own along the track laying. In this way, the automatic tracing smart car is basically can be completed along the self laying automatic tracing on the track to run.Keywords:STC89C52，Infrared system，Direct-current machine，Auto-tracking目录1概述 (4)1.1本课题的研究意义 (4)1.2本课题研究的应用前景与国内外进展 (4)1.2.1国内wai进展及应用前景 (4)1.2.2本论文的研究目标与研究内容 (4)2 系统总体设计 (4)2.1 系统设计规划 (4)2.2模块方案论证 (5)3 硬件设计 (6)3.1传感器检测模块 (6)3.1.1液位传感器原理与应用 (6)3.1.2水温传感器检测模块 (7)3.2液晶显示模块 (8)3.3单片机 (8)3.3.1单片机晶振模块 (9)3.3.2单片机复位模块 (9)3.3.3单片机P0口上拉电阻 (9)3.3.4最小系统原理图 (10)3.4时钟模块 (10)3.5光耦继电器模块 (11)3.6电源模块 (11)3.7按键模块 (12)4 软件设计 (13)4.1软件架构图 (13)4.2系统设计总流程图 (13)4.3水位检测软件设计 (14)4.4液晶显示软件设计 (15)4.5温度传感器软件设计 (16)4.6时钟模块软件设计 (17)4.7按键扫描软件设计 (18)5测试和分析 (19)5.1测试 (19)5.2性能分析 (20)总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)1概述1.1本课题的研究意义随着科技的进步，太阳能热水器逐步进入千家万户。
太阳能热水器控制器设计
太阳能热水器控制器设计引言：设计原理：太阳能热水器控制器的设计原理主要涉及三个方面：传感器、控制算法和执行器。
传感器用于检测环境温度、太阳辐射强度和水温等参数；控制算法根据传感器数据进行计算和判断，并控制执行器的运行，以达到合适的工作状态。
传感器：太阳能热水器控制器需要安装多个传感器以便准确检测各种参数。
温度传感器用于测量环境温度和水温，以判断是否需要加热；光照传感器用于测量太阳辐射强度，以判断是否有足够的太阳光来加热水；水位传感器用于检测水箱内的水位，以判断是否需要补充冷水。
通过这些传感器的数据，控制器可以做出合适的决策。
控制算法：太阳能热水器控制器的控制算法非常关键。
根据传感器数据，控制器可以判断出当前的工作状态并进行相应的控制。
例如，当太阳辐射强度较强时，控制器可以启动水泵，将太阳能集热器中加热的水送入水箱；当太阳辐射强度较弱时，控制器可以暂停水泵的工作，以免浪费电能。
此外，控制器还可以设置温度上限和下限，当水温超过上限时停止加热，当水温低于下限时重新启动加热。
通过合理的控制策略，可以有效地提高太阳能热水器的效率和稳定性。
执行器：功能：1.实时监测太阳辐射强度和水温，以确定水的加热需求；2.控制水泵的启停，实现太阳能集热器与水箱之间的水循环；3.控制加热器的启停，实现水箱内水的加热；4.设定温度上限和下限，自动控制加热器的工作；5.监测水箱内的水位，及时补充冷水；6.显示当前的工作状态和水温情况。
总结：太阳能热水器控制器的设计对提高太阳能热水器的效率和稳定性有着至关重要的作用。
通过合理选择传感器、控制算法和执行器，并充分发挥控制器的功能，可以实现对太阳能热水器的精确控制和自动化管理。
这样不仅能够节约能源，减少对传统能源的依赖，还能够为人们提供更加便利和舒适的热水使用体验。
浅谈太阳能热水器智能控制器设计
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太阳能热水器控制系统设计方案
太阳能热水器控制系统设计方案
引言
本文档旨在提供一种太阳能热水器控制系统的设计方案。
该系统旨在有效管理和控制太阳能热水器的运作，提高能源利用率并确保用户的舒适度。
系统设计
太阳能热水器控制系统的设计包括以下几个关键方面：
1. 传感器
系统将配备温度传感器和光照传感器。
温度传感器用于监测水箱温度和太阳能集热器的温度，以便根据温度变化进行控制调节。
光照传感器用于检测太阳光的强度，以确定是否能够进行正常的加热操作。
2. 控制器
控制器是系统的核心部分，它将根据传感器的信号进行智能控制。
当温度传感器检测到水温低于设定值时，控制器将自动开启加
热装置以提供热水。
当光照传感器检测到太阳光强度较低时，控制器将停止加热操作，以避免能源的浪费。
3. 电源系统
系统将使用太阳能电池板作为主要电源。
太阳能电池板将将净化太阳能转换为电能供系统使用。
此外，系统还将配备备用电源以确保系统在夜晚或阴雨天气时仍然能够正常运行。
4. 用户界面
系统将具备一个用户界面，以便用户能够方便地了解系统的状态和进行操作。
用户界面将显示当前水温、光照强度以及系统的工作状态。
用户可以通过界面对系统进行手动控制，如调整水温和加热时间等。
总结
本设计方案提供了一种简单而有效的太阳能热水器控制系统。
通过合理利用传感器和智能控制，该系统能够提高能源利用率，满足用户的热水需求，同时减少能源浪费。
该设计方案的实施将有助于推动太阳能热水器的发展和应用。
太阳能热水器控制器设计
太阳能热水器的通用控制器研制武汉工程大学 刘增华 李伟 2.1 系统的工作原理太阳能热水器辅助控制系统结构如图 1 所示。
在太阳能热水器的储水箱内增加一个电加 器，采用 220V 市电加热，由辅助控制系统的继电器控制通断电，用来在温度达不到要求的 时候进行辅助加热来保证热水温度。
水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中，通 过电缆线接入用户室内控制器。
流量控制阀用通过步进电机来精确控制冷水即自来水的流 量，来保证热水与冷水混合后的温度达到用户的要求。
当水位不足报警时，通过电磁阀启动 上水，上水的过程中，不允许淋浴，且放水电磁阀关闭。
当需要淋浴时，放水电磁阀打开， 通过自动控制冷水电磁阀的开度来保证冷水与热水混合后的温度与用户设定值基本一致 （水 温保持在设定温度的 2°C 范围内），淋浴过程中，系统禁止上水和辅助加热。
当淋浴完后 按下”淋浴完键”，系统停止放水并且电机要复位。
系统的总体结构图如下。
液位传感器 温度传感器 热水器储水箱 电加热器 上水 电磁阀三通 放水 电磁阀自来水 电动节流截至阀 三通 三通 温度传感器阀 门 淋浴器2.2 控制系统与电路结构组成控制系统采用 FPGA 内部构建 Core8051 单片机来控制水温水位等，其内部接线图如图 2 所示。
整个系统采用 Fusion StartKit 开发平台，嵌入 8051 内核为核心，对水温、水位等参 数进行智能检测和显示，读取电磁阀的状态，经键盘操作和单片机内部运算比较，控制相应 得执行机构进行通、断电及报警提示，其控制系统组成如图 3。
Core8051 的 P0 口作液晶的数据口，P2.0-P2.2 为液晶的使能控制口，P2.3-P2.5 分别接 步进电机驱动器 CP-,u/d-， FREE-, CP 为脉冲信号输入端； U/D 为电机正、 反转控制端； FREE 为电机脱机控制端， 通过不断的对淋浴水温进行智能检测和显示， 经单片机内部运算与设定温度进行比较，控制输入步进电机的脉冲信号及正反转状态，来调节流量控制阀的开度，从 而来保证喷头水温与用户设定水温的相一致。
太阳能热水器控制系统设计
２１ ０ ２年 ８ 月第 ２ 期 ３
科 技 视 界
机械与电 子
太阳能热水器控制 系统设计
张 永正 袁 鹏 青岛 ２６ ０ ） ６ ３ ０ （ 岛工学院 信息 工程 系实验 室 山东 青
【 摘
要 】 文对 当前太阳能热水器控制 系统现状做 了介绍 ， 以 ８ ５ 本 并 ０ １为核心 ， 设计 了具有温度 ， 液位 自动检测 ， 显示功能 ，
且 配 备 有 辅 助 电加 热 装 置 ， 现 了 比较 理想 的 人 机 交 互 界 面 ． 实
Ｃ Ｕ只需一根端 口线就能 与 Ｄ １Ｂ ０通信控制读取温度值 。 Ｐ Ｓ ８２ 水位的检测采用压力传感器 ， 由公式 “＝ 并 ｐ 密度 引力常数
水深” 可算 出水位 。辅助电加热体 的通断电采用继 电器控制 。
水管将水导 出， 用户看到水满溢出后再手动关 闭进水阀。 这种
方法使得用户必须手动开关水阀 ， 且容易造成水资源 的浪费。 在无人值守 的时候还会 因水溢 出太多而泡坏地板 ， 家具。 笔者考察了当前太阳能热水器的功能缺 陷 ， 设计 了具备 温度 、水位显示功能和 自动控制功能 的热水器控 制系统 ， 而
培养学生 的多元文化意识 ， 消除学生 的文化偏 见。教师在进
十分标 准 ， 至与英语本土 人的发音相差无 几 ， 甚 那么他 自然
能够赢得学生的信任 。 相反则不然。 另外 ， 教师对于 目标文化
的熟悉程度也决定 了其学生 的态度。语言与文化是密不可分
行文 化教学 的时候 ， 不应该仅 仅教授某一种 文化 ， 而应 该采 取多种方法培养学生 的多元文化视角 。只有当学生 能够公平 的对 待多种文化 时 ， 他们 才能消除偏见 ， 对教 师的身份 构建 起到积极 的作用 。最后 ． 教师本人也应该 了解 自己的文 化边 缘地 位 ， 有意识 的去改变 自己的身份建构 ， 缩小 自我认 同身
基于单片机的太阳能热水器的控制系统的设计
基于单片机的太阳能热水器的控制系统的设计摘要本文对基于单片机的太阳能热水器控制系统设计进行了概述。
太阳能热水器是一种利用太阳能将水加热的设备，具有环保、节能的特点。
为了提高太阳能热水器的效率和控制其运行，设计了基于单片机的控制系统。
该控制系统通过测量太阳能热水器的温度和日照强度，并根据设定的参数控制太阳能热水器的加热和停止加热，以实现太阳能的最大利用。
控制系统的设计包括硬件和软件两个部分。
硬件部分主要包括传感器、单片机和执行器。
传感器用于测量太阳能热水器的温度和日照强度，单片机作为控制核心负责处理传感器数据和控制执行器的操作。
执行器根据控制信号进行加热和停止加热操作。
软件部分主要是单片机的程序设计，包括数据处理算法和控制逻辑的编写。
设计的控制系统能够实现太阳能热水器的智能控制，提高其加热效率，并确保其在不适宜的气候条件下停止加热，节约能源。
通过该系统的应用能够更好地利用太阳能资源，减少对传统能源的依赖，具有很大的推广价值和应用前景。
关键词：太阳能热水器，单片机，控制系统太阳能热水器凭借其环保、节能的特点，逐渐成为人们热水供应的主要选择。
然而，目前市场上大部分的太阳能热水器存在着热水温度控制不稳定、能量利用效率不高等问题，因此有必要设计一个基于单片机的控制系统来解决这些问题。
本文旨在基于单片机设计太阳能热水器的控制系统，通过对太阳能热水器的工作原理和控制策略进行研究，提高热水温度的稳定性和能量利用效率，提供更加舒适和可靠的热水供应。
在接下来的文章中，我们将首先介绍太阳能热水器的背景和研究意义，然后探讨太阳能热水器的工作原理和相关技术，最后给出基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计方案。
本文详细描述了基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计方案。
在设计该控制系统时，我们将实施以下关键步骤：选取合适的单片机：根据项目需求和资源限制，我们选择了一款适合的单片机作为控制中心。
我们评估了单片机的处理能力、资源消耗和可靠性等因素，以确保其适合于本系统的设计。
太阳能热水器自动控制系统设计
０ 引言
目 前，太阳能热水器控制器还一直处于研究与开发阶段 ， 市面在售的控制器绝大部分只具备温度和水位显示功能，不具 备温度水位的 自动控制功能。虽然有的控制器配有电加热辅助 装置，但都不是 自动的，给用户使用带来许多不便 。特别是在 冬天阳光较弱时 ，不能及时 自 动启动电加热器 ，只好等几个小 时才能洗澡［。本文以西门子 Ｌ Ｇ ！ Ｉ ］ ］ Ｏ Ｏ 为控制核心设计了一种 功能较为齐全的太阳能热水器 自动控制系统，它不仅能 自 动加 热和控制水位 ，自动上水 ，而且能在缺水 、水满 ，低温和高温 时发出报警，同时，具有高温 自动上水和低水位防止空烧等功
ｔ ｌ ｃ ｏｓ ｃｎ ｅ ｆ ｉ ａｄ ｕｔａ ｅｖ ｏ ｍ ｎａ ａｐ ｃｔ ｎ． ｒ ｆｎｔ ｎ ， ｍ ｔ ｌ ｎ ｉ ｓ ｉ ｎｉ ｎ ｅｔ ｐ ｌａ ｏ ｓ ｏ ｕ ｉ ａ ｅ ａ ｙ ｎ ｒ ｌ ｒ ｍ ｄ ｌ ｉ ｉ
Ｋｅ ｗ ｒｓ ａ ｔｍａｉ ｃｎｒ ｌ ｓ ｌｒ ｔｒ ａｅ ； ｙ ｄ ； ｏ ｔ ｏ ｔｏ； ａ ｗａｅ ｈ ｔｒ Ｌ ｏ ｕ ｃ ｏ ｅ ＯＧＯ！
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太阳能热水器自动控制系统分析与设计
2.2.2数码管显示
由单片机的定时器To做16位计数器（为便于数据处理，这里只用低8位计数值，即寄存器TL0中的值）。一边记录脉冲数量，一边以厘米为单位由四位数码飞管显示出来。四位数码管采用动态扫描方式显示。
长度计量仪采用0.5英寸共阳极连接的LED数码管。
LED数码管由发光二极管作为显示字段的数码型显示器件。右图为LED数码管外形和引脚图，其中7只发光二极管分别对应a-g笔段，构成“日”字形，另一只发光二极管DP作为小数点，因此这种LED显示器称为八段数码管。（如图2-3所示）
(2)、AT89S51主要功能特性
兼容MCS51指令系统
32k可反复擦写(>1000次）Flash ROM
32个双向I/O口
硬件看门狗WDT电路
3个16位可编程定时/计数器
时钟频率0-33MHz
两个串行中断
512×8bit内部RAM
2个外部中断源内置时钟源自荡器中断激活睡眠模式3级加密位
双重数据存储器
2.2主要原器件介绍
2.2.1AT89S51高性能8位单片机
AT89S51是一个低功耗高性能CMOS 8位单片机，4k Bytes Flash只读程序存储器(ROM),512 Bytes 内部数据存储器(RAM),该微处理器采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，引脚兼容80C51和80C52芯片，片内的Flash存储器可以像常规程序存储器一样进行烧写，AT89S51片内总共有256字节的用户数据区，而128字节的内部扩展数据区需通过清SFR(8EH)的位1并用MOVX指令访问，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，另一个256BytesRAM区与ATMEL之AT89系列8052兼容的单片机是一致的，AT89C51结合通用的8位微处理器和Flash存储技术构成功能强大单片微处理器，可提供许多高性能低价位的系统控制应用场合。
智能家居中的太阳能热水器控制系统设计
智能家居中的太阳能热水器控制系统设计智能家居中的太阳能热水器控制系统设计引言：随着科技的不断进步，智能家居正逐渐走入千家万户。
其中，智能家居中的太阳能热水器控制系统设计是一个热门话题。
本文将详细探讨智能家居中太阳能热水器的控制系统设计，旨在提高用户的生活质量和节能环保。
一、概述太阳能热水器是利用太阳能将日光转化为热能的设备。
传统的太阳能热水器需要手动操作，使用起来非常麻烦。
而智能家居中的太阳能热水器控制系统则能够自动进行控制和管理，使用户使用更加方便、快捷。
二、设计原理1. 太阳辐射识别：通过安装辐射传感器，实时检测太阳的辐射情况，根据辐射强度自动调整热水器的加热功率，以实现最佳的温度控制。
2. 温度控制：太阳能热水器通常需要在一定温度范围内运行，过低则无法提供热水，过高则可能损害设备。
智能家居中的控制系统能够自动调节温度，使其始终保持在安全合适的范围内。
3. 组件监测：通过传感器监测太阳能发电板、水箱和水管等组件的工作状态，及时发现故障并向用户报警，确保设备的正常运行。
4. 能源管理：智能家居中的控制系统能够根据用户的生活习惯和用水情况，合理安排太阳能的利用，避免能源浪费。
三、核心技术1. 无线通信技术：智能家居中的太阳能热水器控制系统需要通过无线网络与用户的智能手机、电脑等设备进行通信，以达到远程操控和实时监测的目的。
2. 数据处理技术：通过数据采集和分析处理，智能家居中的控制系统能够实现对太阳能热水器的自动控制和调节，提高系统的智能化和自动化程度。
3. 人工智能技术：借助人工智能技术，控制系统能够根据用户的使用习惯和需求，学习和预测用户的用水情况，提前准备热水，提供更加贴心的服务。
四、系统特点1. 远程操控：通过连接智能设备，用户可以随时随地远程操控太阳能热水器，方便快捷。
2. 自动调节：智能控制系统能够自动根据环境和需求调节太阳能热水器的工作状态，降低用户的使用成本。
3. 智能学习：控制系统具备学习能力，通过不断学习用户的使用习惯和需求，提供个性化的服务体验。
太阳能热水系统控制与原理
太阳能热水系统控制与原理随着环保意识的增强和能源危机的威胁，太阳能热水系统在近年来逐渐受到人们的关注和使用。
太阳能热水系统是利用太阳能将光能转化为热能，用于供应家庭热水的系统。
在这篇文章中，我们将探讨太阳能热水系统的控制和原理。
首先，让我们来了解太阳能热水系统的基本原理。
太阳能热水系统主要由太阳能热水器、水箱、管道和控制系统组成。
太阳能热水器是将太阳能转化为热能的关键设备，它由太阳能集热器和热水箱组成。
太阳能集热器通过吸收太阳光的热辐射，将光能转化为热能，然后传递给热水箱中的水。
热水箱负责储存热水，供应给家庭使用。
管道系统将热水从热水箱输送到使用点，如浴室和厨房。
控制系统在太阳能热水系统中起着至关重要的作用。
它通过监测太阳能集热器的温度和水箱中的水温，自动控制太阳能热水器的工作状态，以达到高效利用太阳能的目的。
控制系统通常包括温度传感器、控制器和执行器。
温度传感器用于测量太阳能集热器和水箱中的温度，将温度信号传输给控制器。
控制器根据温度信号判断系统的工作状态，并通过控制执行器来调整太阳能热水器的工作模式。
执行器可以是电磁阀或电动泵，用于控制热水的流动和循环。
在太阳能热水系统的控制过程中，有几个关键的环节需要注意。
首先是太阳能集热器的启动和停止控制。
当太阳能集热器的温度达到一定值时，控制系统会启动太阳能热水器，将热能传递给热水箱。
当太阳能集热器的温度下降到一定值时，控制系统会停止太阳能热水器的工作，以防止热能的损失。
其次是热水箱的温度控制。
控制系统会监测热水箱中的水温，当水温达到设定值时，控制系统会停止太阳能热水器的工作，以避免过热。
当水温下降到一定值时，控制系统会重新启动太阳能热水器，以保持水温在合适的范围内。
除了基本的控制环节，太阳能热水系统还可以通过一些高级的控制策略来提高能源利用效率。
例如，通过与家庭供暖系统的结合，将太阳能热水系统的余热利用于供暖，以减少对传统能源的依赖。
此外，通过与智能家居系统的连接，可以实现远程监控和控制，提高系统的便利性和智能化程度。
太阳能热水器控制系统探讨与设计
48科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N 工 程 技 术太阳能作为一种环保、绿色、低碳、无污染的广泛能源将其应用于热水器能源设计中具有重要的实践意义及应用价值,因此目前太阳能热水器已呈现出逐步取代电热水器、煤气热水器成为行业主流的趋势。
虽然太阳能热水器的控制器设计工艺已趋于成熟,然而在现实应用中却存在一个普遍的缺点,即在为太阳能热水器水箱上水的过程中,其电磁阀一直保持通电的状态。
这一现象造成了电能消耗的额外增加,同时也令电磁线圈在较长的通电时间下使用寿命受到威胁,服务效率逐步下降。
基于这一现状,笔者展开了对太阳能热水器控制系统硬件及软件结构功能的创新设计。
1 太阳能热水器控制系统硬件结构设计及功能原理为了有效解决电磁阀在上水环节中长时间通电造成电能消耗增加、使用效率降低的现状,我们可通过脉冲控制及双线圈驱动思想实现电磁阀的上水及停水控制功能。
首先上水及停水的状态维持主要来自于水压,而两类动作之间的转换则主要靠电磁阀左线圈或右线圈的通电来实现。
当密封圈在密封状态情况下,如果需要实现热水器的上水功能,则只需对其左线圈进行瞬时通电,通过磁力的作用将衔铁吸附到右侧,从而实现阀门打开时依靠水压促使上水连续运行;而若想停止上水,则同理为右线圈进行瞬时通电,在磁力作用之下衔铁被吸引至左侧,从而在阀门闭合的状态下依据水压维持系统关闭的状态。
该系统选用脉冲双线圈驱动电磁阀进行太阳能热水器供水自动控制装置的科学设计,具有充分的优势,首先体现在实时检测及显示水温的功能,可明确反映水箱内温度;同时,具有设定水温的控制功能;当电磁阀处于上水工作及停水工作的状态时,系统也能给出明确的指示,并具有最高水位的合理限制及控制功能,无论温度值在任何范围内,均不能进行打开电磁阀上水的操作。
该系统的控制核心主要以八位微型控制器的单片机为主,具有低功耗、高能效的综合优势,同时内置具有可编程功能的Flash存储模块,并包含LE D电路显示的四个七段控制数码管,用于显示系统当前的实际水温及设定水温数值。
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太阳能热水器控制系统探讨与设计
作者：周伟丽
来源：《科技资讯》2011年第16期
摘要:笔者从节能减排的角度深入分析,探讨了当前市场广泛流通太阳能热水器中存在的普遍设计弊端,并针对电磁阀结构的设计缺陷进行了系统改革,创新采用脉冲双线圈驱动电磁阀进行太阳能热水器供水自动控制装置的科学设计,对有效延长太阳能热水器控制系统的使用寿命,促进智能型、节能型太阳能热水器研发设计的全面创新有积极有效的推进作用。
关键词:太阳能热水器控制系统节能设计
中图分类号:TP27 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)06(a)-0048-01
太阳能作为一种环保、绿色、低碳、无污染的广泛能源将其应用于热水器能源设计中具有重要的实践意义及应用价值,因此目前太阳能热水器已呈现出逐步取代电热水器、煤气热水器成为行业主流的趋势。
虽然太阳能热水器的控制器设计工艺已趋于成熟,然而在现实应用中却存在一个普遍的缺点,即在为太阳能热水器水箱上水的过程中,其电磁阀一直保持通电的状态。
这一现象造成了电能消耗的额外增加,同时也令电磁线圈在较长的通电时间下使用寿命受到威胁,服务效率逐步下降。
基于这一现状,笔者展开了对太阳能热水器控制系统硬件及软件结构功能的创新设计。
1 太阳能热水器控制系统硬件结构设计及功能原理
为了有效解决电磁阀在上水环节中长时间通电造成电能消耗增加、使用效率降低的现状,我们可通过脉冲控制及双线圈驱动思想实现电磁阀的上水及停水控制功能。
首先上水及停水的状态维持主要来自于水压,而两类动作之间的转换则主要靠电磁阀左线圈或右线圈的通电来实现。
当密封圈在密封状态情况下,如果需要实现热水器的上水功能,则只需对其左线圈进行瞬时通电,通过磁力的作用将衔铁吸附到右侧,从而实现阀门打开时依靠水压促使上水连续运行;而若想停止上水,则同理为右线圈进行瞬时通电,在磁力作用之下衔铁被吸引至左侧,从而在阀门闭合的状态下依据水压维持系统关闭的状态。
该系统选用脉冲双线圈驱动电磁阀进行太阳能热水器供水自动控制装置的科学设计,具有充分的优势,首先体现在实时检测及显示水温的功能,可明确反映水箱内温度;同时,具有设定水温的控制功能;当电磁阀处于上水工作及停水工作的状态时,系统也能给出明确的指示,并具有最高水位的合理限制及控制功能,无论温度值在任何范围内,均不能进行打开电磁阀上水的操作。
该系统的控制核心主要以八位微型控制器的单片机为主,具有低功耗、高能效的综合优势,同时内置具有可编程功能的Flash存储模块,并包含LED电路显示的四个七段控制数码管,用于显示系统当前的实际水温及设定水温数值。
在水温的检测控制环节我们采用一种全新的可编程式温度传感器进行测温操作,该装置采用特色的单接口纵向控制
方式,仅采用一个端口即可实现与系统单片机装置的双向通讯,切实提升了系统信息沟通的工作效率,使整个热水器的温度采集及复杂数据处理通过集成统一变得更简便、更高效。
2 太阳能热水器控制系统软件结构设计及系统调试
创新的硬件功能结构设计离不开功能完备、科学合理的软件结构设计支持,因此为了实现整个系统程序的结构紧凑、少冗余、多集成、稳定高效服务,便于维修及调试,我们在软件系统的结构设计中采用模块化思想编制系统程序结构的方式,其中包括的程序主要有系统的主程
序、中断显示服务程序、温度读取及终端控制服务程序等。
2.1 控制系统主程序设计
控制系统的主程序担负着实现系统控制初始化、创设显示缓冲区、实施太阳能热水器最高水位控制检测及合理设定温度、衡量实际温度与设定温度之间差异,并根据衡量结构进行续电
器控制输出,完成系统智能上水及停水等环节动作的众多控制功能。
首先系统完成终端初始化
控制环节,并开辟显示缓冲区,同时进行系统设置按钮的检测,当设置按钮处于按下的状态,系统则进入温度设定环节,否则不进入。
同时依据显示水位状态的读取判定其水位是否达到最高标准
状态,如果未达到则能实施后续的设定工作,并进行实际水温与设定水温的比较,依据比较结果确定是否进水,如果已达到最高水位状态,则启动停水控制装置。
2.2 中断程序设计
中断程序段主要包含两个子部分,第一部分是中断服务的显示程序,主要用于显示中断服务的功能性控制,例如将缓冲区内的温度设定值与实际温度值通过译码转换的方式直接通过LED 显示为字形码进而转换为输出数字。
为了实现稳定的显示效果,我们将系统设定为每两毫秒刷
新一次的控制频率。
中断程序的第二部分则是温度的检测环节,首先向系统发出转换温度起始
命令,而后进入等待状态并向中心发出准备就绪的信号,当系统核心收到准备完毕的指令信号后变立即开始后续的操作控制工作。
同时该部分还承担着读取温度、测量高八位、低八位温度的数据控制功能,可将获得的数据保存在制定位置等待下一步的转换。
2.3 太阳能热水器控制系统的功能调试
太阳能热水器控制系统的功能调试同样包含硬件及软件结构的调试,其中硬件部分的调试较为简便,首先我们应对系统电路的焊接环节做必要的检测,而后利用万用表展开细化的通电测量以检验各硬件装置的完备性。
对软件系统的功能性调试则相对较复杂,首先我们应编写相应的显示程序并以此对系统硬件部位进行全面检测,当检测结果无异常后,再分别对系统的主程序、中断显示服务程序及读取温度、中断服务的系统程序进行全面性、综合性、细致性的调试,从而保证太阳能热水器各项预定功能的完善实现。
另外由于该系统采用串行的数据传送方式,
因此在读写程序编制中我们必须严格遵守读写顺序,从而保证系统测量结果的正确读取。
同时
在软件调试过程中我们还应对系统的温度显示及温度变化做必要的调试,利用用手直接接触等简单调试法测试系统的温度变化情况,从而保证软、硬件系统在正常工作状态下实现众多智能控制功能。
3 结语
本文基于节能减排的目的展开了对太阳能热水器控制系统创新设计探讨,意图通过改进设计思路、选用新型电磁阀完善太阳能热水器控制系统的方式,实现便利操作、降低产品生产价格、延长电磁阀服务使用寿命的可持续发展绿色节能目标。
参考文献
[1] 李全利.单片机原理及接口技术[M]．北京:高等教育出版社,2007.
[2] 王凌志.太阳能热水器在南宁地区应用分析[J]．大众科技,2010(10).
①作者简介:周伟丽(1955—),女,河南省商城县,大专,给排水设计总工,给排水设计。