太阳能热水器控制系统的设计说明
基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计
基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增加，太阳能作为一种清洁、可持续的能源形式，已经引起了广泛的关注和应用。
太阳能热水器作为一种常见的太阳能应用产品，其在节能减排、提高生活质量等方面具有显著的优势。
然而，太阳能热水器在实际使用过程中，仍存在一些问题，如水温控制不稳定、能效利用率不高等。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计方案。
该系统以51单片机为核心控制器，结合温度传感器、水位传感器、执行机构等硬件设备，实现了对太阳能热水器水温和水位的精确控制。
通过实时监测水温和水位信息，系统能够自动调整加热功率和补水流量，确保水温稳定在用户设定的范围内，同时避免了水资源的浪费。
系统还具有故障诊断功能，能够及时发现并处理潜在的故障问题，提高了系统的可靠性和稳定性。
本文首先介绍了太阳能热水器的工作原理和现状，分析了传统控制系统存在的问题和不足。
然后，详细阐述了基于51单片机的太阳能热水器控制系统的硬件组成和软件设计。
在硬件设计方面，本文介绍了各个硬件模块的功能和选型原则，包括温度传感器、水位传感器、执行机构等。
在软件设计方面，本文详细说明了系统的控制算法和程序流程，包括温度控制算法、水位控制算法、故障诊断算法等。
本文通过实验验证了系统的可行性和有效性，为太阳能热水器的智能化、高效化提供了有益的探索和实践。
本文的研究不仅有助于提升太阳能热水器的能效利用率和用户体验，还为其他可再生能源应用产品的智能化控制提供了有益的参考和借鉴。
本文的研究成果对于推动太阳能热水器行业的技术进步和产业发展具有重要的现实意义和应用价值。
二、太阳能热水器控制系统总体设计太阳能热水器控制系统的总体设计是确保整个系统高效、稳定运行的关键。
在设计过程中，我们充分考虑了太阳能热水器的实际应用场景和用户需求，以及51单片机的性能特点，从而构建了一个既实用又可靠的控制系统。
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。
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。
毕业设计太阳能热水器控制电路
太阳能热水器控制电路设计一、系统设计1.设计原理太阳能热水器自动控制电路采用AT89S52单片机作为控制关键，外围加蜂鸣器控制电路、数码显示电路、水位检测电路、电机控制电路、按键电路、温度检测电路等。
数码管实时切换显示目前温度与目前液位，当液位过高时，蜂鸣器报警，并且电机反转模拟排水过程；当液位过低时，蜂鸣器报警，并且电机正转模拟进水过程。
本系统设计简朴，成本低，性能优良，具有一定旳稳定性和实用性。
三、硬件电路设计1.基本原理框图图一：原理框图（1）太阳能热水器控制装置重要构成由CPU、显示电路、按键电路、蜂鸣器电路、电机电路、液位检测电路、温度检测电路、电源电路构成，如图一。
（2）太阳能热水器控制装置旳工作原理接通电源后，显示目前水位，水位被分为16个点。
并且显示目前温度。
液位显示与温度旳显示切换进行。
当水位显示低于或等于1时，蜂鸣器报警，并且电机正转，表达进水；当水位显示高于或等于15时，蜂鸣器报警，并且电机反转，表达排水。
液位检测运用CD40512.各部分电路原理（1）最小系统最小系统电路如图二所示。
图二：最小系统（2）显示电路采用LED数码管显示，该方案具有实现轻易、发光亮度大、驱动电路简朴等长处，其可靠性也优于LCD旳显示。
由6个数码管和6个74LS164构成，采用串行静态显示旳措施。
将数码管旳8个输入端与74LS164旳输出端Q0~Q7相连。
P1.0和74LS164旳CLK 连接，作为时钟；P1.4接74LS164旳A 端，作为显示数据旳输入端。
显示电路如图三所示。
C31104VCCC33104VCCC32104VCCC34104VCCC35104VCC图三：显示电路不过使用74LS164串显会出现消隐旳问题。
为了消除消隐，那么就必须在硬件上与软件上结合来消除消隐旳问题。
消隐电路如图四所示。
软件上，在传数据时，先传一种高电平，直到数据传完再传送一种低电平即可。
图四：消隐电路（3）按键电路键按下后，进行温度及液位检测旳切换，也可不使用。
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。
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随着科技的不断进步，智能家居正在逐渐普及和应用于人们的生活中。
其中，太阳能热水器作为绿色清洁能源的一种重要形式，也逐渐成为智能家居的一部分。
智能家居中的太阳能热水器控制系统设计的主要目的是提高家庭生活的舒适度，同时也达到节能环保的效果。
1. 引言太阳能热水器作为一种非常有前景的清洁能源形式，其广泛应用势必能够为节能减排做出重要贡献。
而智能家居是目前人们生活的一个热门话题，通过将各类设备与智能控制系统相连，能够实现家庭生活的自动化和智能化。
太阳能热水器控制系统的设计就是将这两种前景相结合，旨在提高人们的生活品质，并为环保事业做出贡献。
2. 系统概述智能家居中的太阳能热水器控制系统主要包括太阳能热水器、传感器、控制器、通信设备和用户界面。
太阳能热水器主要负责收集太阳能并将其转化为热水，传感器用于监测水温、水压、光照等参数，控制器负责根据传感器的反馈进行控制，通信设备用于实现与用户界面的互联。
3. 系统设计3.1 传感器设计太阳能热水器的控制系统需要实时监测一系列参数，如太阳能辐射强度、水温、水压等。
因此，传感器的设计是系统中的重要一环。
传感器可以选用温度传感器、压力传感器和光照传感器等。
这些传感器的安装位置需要合理确定，以保证其能够准确监测到所需参数。
3.2 控制器设计控制器是智能家居中的核心部件，负责根据传感器的反馈信息进行控制。
在太阳能热水器的控制系统中，可以采用PID控制算法进行温度和水压的控制。
即通过控制水泵的工作状态，调节系统中的循环速度，从而达到恰当的水温和水压。
3.3 通信设备设计通信设备可以选择无线通信模块，如WiFi、蓝牙等，以便与用户界面实现远程及时控制和监测。
用户可以通过手机App、智能家居控制面板等方式，远程监测和控制太阳能热水器的运行状态，实现智能化的管理。
3.4 用户界面设计用户界面是用户与智能家居系统进行交互和管理的入口。
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。
基于单片机的太阳能热水器控制系统设计
基于单片机的太阳能热水器控制系统设计在当今能源紧张和环保意识日益增强的背景下，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其应用范围越来越广泛。
太阳能热水器便是其中一种常见且实用的设备。
为了提高太阳能热水器的性能和使用效率，设计一个基于单片机的智能控制系统具有重要的意义。
一、太阳能热水器的工作原理太阳能热水器主要由集热器、水箱和管道等部分组成。
集热器通常安装在屋顶或其他阳光充足的地方，其内部有吸热管，能够吸收太阳能并将其转化为热能。
被加热的水通过管道输送到水箱中储存起来，以供用户使用。
然而，传统的太阳能热水器存在一些不足之处。
例如，在阳光不足或天气变化时，无法保证稳定的热水供应；水温难以精确控制，可能会出现过热或过冷的情况。
为了解决这些问题，我们需要引入单片机控制系统。
二、单片机控制系统的总体设计本控制系统以单片机为核心，结合传感器、执行器和通信模块等组成一个完整的系统。
传感器部分包括温度传感器和水位传感器。
温度传感器用于实时监测水箱内的水温，水位传感器则用于检测水箱内的水位高度。
这些传感器将采集到的信息传输给单片机。
单片机作为控制中心，对传感器传来的数据进行处理和分析，并根据预设的控制策略发出相应的控制指令。
执行器主要包括电加热装置和水泵。
当水温过低时，单片机控制电加热装置启动，对水进行加热；当水位过低时，单片机控制水泵启动，向水箱内注水。
通信模块用于实现系统与用户之间的交互。
用户可以通过手机或其他终端设备远程查看热水器的工作状态，并进行相应的操作。
三、硬件设计1、单片机选型选择一款性能稳定、功能强大且成本适中的单片机，如 STM32 系列。
STM32 具有丰富的外设资源和较高的运算速度，能够满足系统的控制需求。
2、传感器电路设计温度传感器可选用 DS18B20 数字温度传感器，其具有精度高、接口简单等优点。
水位传感器可采用压力式水位传感器，通过测量水压来确定水位高度。
传感器的输出信号需要经过调理电路进行放大、滤波等处理，然后输入到单片机的 ADC 端口。
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。
太阳能热水器水位水温无线控制系统设计
太阳能热水器控制装置的设计一、设计目的目前在洗浴与采暖系统中广泛采用集热器与水箱相结合的方法，达到节能的目的。
为此需要设计一种控制装置，以实现太阳能热水器水位、水温自动检测、根据需要自动控制。
装置为现有太阳能热水器配套相应控制器，达到方便用户，环保节能的效果。
二、太阳能热水器控制系统组成以洗浴系统为例，图为太阳能热水器控制系统组成框图。
在热水器储热水箱底部和顶部，在集热器入口和出口，各安放一只铂电阻温度传感器，负责检测4点温度，在水箱顶部安装连杆浮球电接点液位开关，检测水位。
在水箱内部插入三组电加热器，在集热器进水管道绕保温加热丝，在集热器进水管接循环泵。
水箱上水采用浮球自动上水（即始终使水位处于满水位）。
控制器以PIC单片机PIC16F877为核心芯片，扩展接口电路。
由温度传感器、液位开关实现各点信号的提取。
温度信号经过电桥电路、放大电路变为标准信号送入单片机，A/D转换后变为数字量，由单片机计算各点温度。
水位信号直接送入单片机I/O口。
单片机进行数据处理，各点温度由数码管显示器显示，水位由阵列LED指示。
水位上下限和各点水温及温差上下限由键盘设定。
当水位低于下限值时，自动开启电磁阀上水，直到上水至上限值关闭电磁阀；当水温低于下限时，接通电加热器加热，直到加热到设定上限温度停止；当管道温度过低时，接通电加热带保温，直到温度达到设定温度；当集热器出口温度与水箱温度温差超过设定上限值时，开启循环泵，水循环。
由于水箱电加热器功率达到40～60KW，需要380V供电，供电电流达到100A以上，需要3组电加热器加热。
控制器采用大功率固态继电器或大功率交流接触器。
可利用谷时电（夜晚）对水箱进行加热，控制器可定时设置加热时间，也可定时上水。
加日历时钟芯片，设定时间与日历时钟芯片读出时间比较，到时，加热或上水。
三、设计要求室外控制器负责检测水温、水位，并按控制要求进行控制。
将水温、水位等传送（无线）给室内控制器。
基于单片机的太阳能热水器控制系统设计
基于单片机的太阳能热水器控制系统设计
用单片机来控制太阳能热水器是一种非常可行的设计方案。
这种控制系统可以根据不同的温度、压力和水位状况来控制热水器的工作状态，从而达到节约能源和保护环境的目的。
以下是基于单片机的太阳能热水器控制系统设计的一些基本要素：
1. 传感器：需要安装在不同的位置，如太阳能集热器上、热水箱上、进水口、出水口等位置。
这些传感器可以分别测量不同位置的温度、压力和水位等参数，并将这些数据反馈给单片机。
2. 单片机：需要对从传感器中收集到的数据进行分析，根据设定的温度、压力和水位要求来控制太阳能热水器。
单片机需要具备适当的输入和输出接口，如ADC、PWM以及串口通信等。
3. 控制器：需要根据单片机的指示来控制太阳能热水器的工作状态，如启动太阳能集热器、循环水泵、加热器等。
4. 显示器：需要显示当前的温度、水位、压力等参数，以及太阳能热水器的工作状态。
总的来说，基于单片机的太阳能热水器控制系统设计可以更好地实现对太阳能热水器的智能控制。
通过对太阳能热水器的温度、压力和水位等数据的高效处理，可以实现更高的能源利用效率和对环境的贡献。
太阳能热水器温度控制系统设计
太阳能热水器温度控制系统设计目录1引言 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究的目的和意义 (2)1.2.1 国内研究现状 (2)1.2.2 国外研究现状 (3)2 太阳能热水器温度控制系统总体介绍 (5)2.1 系统总体方案 (5)2.2 系统功能 (5)2.3 系统结构 (5)2.3.1 设计结构 (5)2.3.2 组成结构 (5)3 太阳能热水器温度控制系统硬件设置 (7)3.1 系统主要芯片介绍 (7)3.1.1 AT89S52单片机 (7)3.1.2 晶振电路 (8)3.1.3 复位电路 (8)3.1.4 LCD1602液晶显示屏 (9)3.1.5 DS1302时钟芯片 (9)3.2 单片机初始化程序 (10)3.3 太阳能热水器温度控制系统流程图 (11)4调试 (13)4.1 硬件调试 (13)4.2 软件调试 (13)4.3 温度控制系统的仿真调试 (13)4.3.1 仿真运行情况 (14)5 结语 (17)参考文献 (18)致谢 (19)附录 (20)附录A电路原理图 (20)附录B系统程序 (21)1引言随着科技的发展，人们在享受现在化生活带来的巨大便利的同时，也越来越受到过量使用化石能源所带来的环境污染加剧和燃油价格上升所带来的困扰。
大规模使用化石燃料带来的环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响，也会给生态系统和人类社会造成间接的危害，有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大，也更难消除。
例如，温室效应、酸雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。
这种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性，往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到，然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。
环境污染的人类环境的质量下降，影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。
例如城市的空气污染造成空气污浊，人们的发病率上升等等；水污染使水环境质量恶化，饮用水源的质量普遍下降，威胁人的身体健康，引起胎儿早产或畸形等等。
太阳能热水器控制器说明书
太阳能热水器控制器说明书一、产品简介太阳能热水器控制器是一种用于控制太阳能热水器工作的设备。
它采用先进的控制技术和智能识别算法，能够自动监测和调节太阳能热水器系统的运行状态，提供给用户更便捷、高效的热水使用体验。
本说明书旨在为用户提供对太阳能热水器控制器的正确定位、正确使用方法、故障排除等方面的指导和帮助。
二、产品特性1. 高度智能化：太阳能热水器控制器配备了智能识别功能，能够根据气象条件和用户需求自动调节太阳能热水器的工作状态，提供最佳的热水使用效果；2. 显示简洁明了：太阳能热水器控制器采用LED或LCD显示屏，提供直观的运行状态和参数信息，用户可以方便地了解到当前的工作情况；3. 多项安全保护：太阳能热水器控制器具备过压、欠压、过流、过热等多种保护机制，全方位保障用户使用安全；4. 高效节能：太阳能热水器控制器能够精确控制太阳能热水器的工作时间和水温，最大限度地提高能源利用效率，实现节能环保。
三、产品结构及参数太阳能热水器控制器由外壳、电路板、显示屏、按键等组成。
主要参数如下：1. 工作电压：110V/220V2. 额定功率：500W/1000W/1500W3. 控制方式：自动控制/手动控制4. 备用电池：内置锂电池，支持自动充电5. 工作温度：-10℃～50℃6. 尺寸：100mm×80mm×30mm四、使用须知1. 安装环境：太阳能热水器控制器应安装在通风良好、干燥、无尘、无腐蚀性气体的环境中；2. 供电要求：请确保太阳能热水器控制器供电稳定，并符合产品标识上的电压要求，以免影响其正常工作；3. 操作方法：用户只需按下相应按键即可进行设定和操作，控制器会根据需求自动工作，无需额外操作；4. 清洁维护：定期清洁太阳能热水器控制器表面，避免灰尘或污染物附着影响正常使用。
五、常见问题解答1. 问：太阳能热水器控制器无法开机怎么办？答：请检查供电是否正常，如有异常请联系售后服务中心。
毕业设计太阳能热水器自动上水控制系统设计
第一章选题背景1.1 课题旳设计背景传感器技术、数字电子技术与自动控制技术在生产过程、科学研究、现实生活应用、医疗卫生、环境保护事业及其她各个领域旳应用十分广泛。
传感器技术、控制逻辑电路旳设计及门电路芯片旳选择是感应自动控制设计旳重要环节，系统设计应满足环境保护、实用及课题规定旳总体技术方案。
这种专用感应控制装置旳设计可以提高专业知识旳运用能力，增进科技向生活旳转化及环境保护事业旳发展，对提高生活质量有重要作用。
数字逻辑电路控制器使近十几年来发展起来旳一种新型控制电路，具有功能齐全、控制简朴、抗干扰能力强，价格廉价、重量轻、耗电省等长处。
伴随太阳能热水器旳推广普及，在没有自来水旳地方，怎样使用水泵自动启停抽水并保证持续供水是一种现实旳问题。
由于太阳能热水器旳注水箱大多安装在房顶上，与否缺水不易观测，假如使用自动水位控制装置来控制水泵旳工作，就可以很好旳处理这个问题，给广大旳顾客带来以便。
1.2 设计旳内容和规定1.2.1 内容1、运用电导式传感器旳三个电极设计一种太阳能热水器旳水位报警器。
2、当水位处在高水位与底水位之间时，高水位与底水位旳指示灯都处在熄灭旳状态。
3、当水位低于低水位时，电源导通，低水位指示灯点亮，微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路工作。
随之扬声器发出报警声，告知主人水箱旳水已经空，单片机系统自动控制流向电磁阀往水箱注水。
4、当水位高于高水位时，高水位指示灯导通微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路，随之扬声器报警，告知主人水箱旳水已经注满，单片机系统自动控制控制阀断电，停止往水箱注水。
根据以上旳规定，该水位传感器报警器系统电路大体设计为下图1-1：图1-1 水位传感器控制原理图1.2.2规定1、当水位报警器接通电源时，主电路有对应旳电源指示灯点亮，指示电源正常。
2、当太阳能热水器水箱缺水，电路能发出光报警，单片机系统控制电磁阀向水箱中送水。
3、当水箱中旳水上升到需要旳高度时，电路发出光报警，单片机系统控制电磁阀断电，停止向水箱中送水。
太阳能热水器控制器说明书
太阳能热水器控制器说明书尊敬的用户：感谢您选择我们的太阳能热水器控制器。
为了确保您能够正确、安全地使用本控制器，充分发挥太阳能热水器的性能，请您在使用前仔细阅读本说明书。
一、产品概述本太阳能热水器控制器是一款智能化的设备，旨在为您提供便捷、高效的太阳能热水器控制体验。
它采用先进的微电脑控制技术，能够精确监测和控制太阳能热水器的水温、水位等参数，实现自动化运行，为您提供舒适的热水供应。
二、主要功能1、水温显示与控制实时显示太阳能热水器水箱内的水温，让您清晰了解水温状况。
您可以根据需要设置水温的上限和下限，当水温达到设定值时，控制器会自动控制相关设备进行加热或停止加热，以保持水温在您期望的范围内。
2、水位显示与控制准确显示水箱内的水位高度，分为多个水位等级。
具备自动上水和手动上水功能。
当水位低于设定的下限值时，控制器会自动启动上水，直至达到设定的上限水位。
您也可以通过手动操作随时进行上水。
3、定时功能支持设置多个定时时间段，您可以根据生活规律，预先设定热水器的加热时间和上水时间，方便又节能。
4、故障报警当系统检测到传感器故障、漏电、过热等异常情况时，控制器会发出声光报警信号，提醒您及时处理。
三、操作界面及按键说明1、显示屏水温显示区域：以数字形式显示当前水箱内的水温。
水位显示区域：以图标或数字形式显示当前水箱内的水位。
功能指示区域：显示当前控制器所处的工作模式、定时状态等信息。
2、按键“设置”键：用于进入设置菜单，对各项参数进行设定。
“上调”键和“下调”键：在设置参数时，用于增加或减少数值。
“手动上水”键：按下此键可立即启动手动上水功能。
“加热”键：按下此键可手动启动或停止加热功能。
四、安装与连接1、安装位置控制器应安装在室内干燥、通风良好的地方，避免阳光直射和潮湿环境。
安装高度应便于操作和观察显示屏。
2、传感器连接水温传感器和水位传感器应安装在太阳能热水器水箱内的指定位置，并确保连接牢固、无松动。
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
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。
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分享无罪太阳能热水器控制器的设计摘要太阳能是现在社会巨大的能源，人们利用太阳能可以节省好多的能源，所以要好好利用太阳能，发挥它应有的作用。
太阳能热水器因利用太阳能、无污染、使用方便、长期使用投入费用低等特点而倍受人们的青睐，得到很好的发展。
本设计以单片机89S52做为控制核心并协调整个系统的工作，通过数字温度传感器检测当前水的温度，由于是数字信号就直接送入单片机89S52内，通过单片机的处理在LED数码管上显示当前的温度值。
另外一路是在水箱中的水压传感器测水的压力从而得到水位的高低，水压传感器输出的是0～5V的模拟量，要经过A/D转换成为数字量再送入单片机89S52进行处理，在LED数码管上显示水位值。
按键用来设定想要控制的温度值，单片机在内部通过比较设定的温度和当前温度，当前温度小于设定温度时就会闭合电磁开关，开启加热装置。
高于设定温度时断开开关停止加热。
自动上水方面是设置水位的上限和下限，水位低于下限时就会闭合电磁开关，开始上水，当水位高于上线时就会自动断开电磁开关，停止上水。
温度和水位值在时时检测，达到控制目的。
关键词：太阳能热水器,传感器,控制,单片机Design of Controller of Solar Water HeaterABSTRACTSolar energy is now a great resources, people use solar energy can save a lot of energy, so make good use of solar energy, to play its proper role. Solar water heater due to use of solar energy, no pollution, easy to use, long-term use of inputs and low cost has attracted people's favor, well developed.This design mostly 89S52 microcontroller core as a control and coordinate the work of the entire system, digital temperature sensor by detecting the current water temperature, because the number of digital signal directly into the MCU 89S52,through SCM handle LED digital tube displays the current temperature. Another way is the pressure in the tank pressure sensor measuring the water level to get the water level, water pressure sensor output is 0 ~ 5V for analog to go through A/D converted into digital and then processed into the MCU 89S52, in LED digital tube display level value. Button is used to set the desired temperature, microcontroller internally by comparing the set temperature and current temperature, current temperature is less than the set value will be closed when the electromagnetic switch, open the heating device. Sheung Shui aspect automatically set the upper limit water level, water level less than the lower limit will be closed electromagnetic switch, will begin to water, the water level reaches the line is automatically disconnected when the electromagnetic switch, stop watering . Temperature and water values detect constantly to controlling purposes.KEY WORDS: Solar heater, Sensor, control ,MCU目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................................................................................................... I I 1 前言.. (1)1.1 课题背景和意义 (1)1.2 本课题研究内容与主要工作 (2)1.3 本课题的研究预期成果 (2)2 总体系统设计 (3)3 总体硬件设计 (4)3.1 系统总体硬件框图与工作原理 (4)3.2 温度传感器 (5)3.2.1 温度传感器DS18B20 (5)3.2.2 DS18B20的结构 (6)3.3 水压传感器及A/D转换 (7)3.3.1 水压传感器 (8)3.3.2 ADC0832结构及原理 (8)3.4 电磁开关电路及原理 (9)3.4.1 光电隔离器的原理 (10)3.4.2 电磁继电器的原理 (11)3.5 单片机控制系统 (11)3.6 LED数码管显示电路 (14)3.7按键电路设计 (16)4 软件设计方案 (17)4.1 DS18B20驱动程序设计 (18)4.1.1 DS18B20工作过程及时序 (19)4.1.2 DS18B20的驱动程序 (21)4.2串行AD转换器ADC0832程序设计 (23)4.3 按键控制程序设计 (27)4.4 LED数码管显示程序设计 (30)5 硬件电路仿真结果 (33)5.1 温度仿真 (33)5.1.1 温度显示仿真 (33)5.1.2 温度控制仿真 (34)5.2 水位仿真 (36)5.2.1 水位显示仿真 (36)5.2.2 水位控制仿真 (36)5.3 仿真结果分析 (37)致谢 (39)参考文献 (41)附录Ⅰ系统总原理图 (42)附录Ⅱ系统源程序 (43)1 前言1.1 课题背景和意义目前，中国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国，年产量约为世界各国之和，已有一百多家太阳能热水器生产厂。
但是与之配套的太阳能热水器控制器却一直处在研究与开发阶段，当由于天气原因而光强不足时，就会给热水器用户带来不便；即使热水器具有辅助加热功能，由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费大量的电能。
温度控制采用模糊控制，控制器可以根据天气情况利用辅助加热装置使蓄水箱内的水温在设定时间达到预先设定的温度，从而达到24小时供应热水的目的。
太阳能热水器是太阳能利用中最常见的一种装置，经济效益明显，正在迅速的推广应用，太阳能热水器能够将太阳辐射能转换热能，供生产和生活使用。
他主要由平板集热器、蓄水器和连接管道等部件组成，可分循环式、直流式和闷晒式。
太阳能热水器是环保、无污染，人们用着安全放心。
利用太阳的能源，大量节约现有的能源，是以后能源发展的趋势。
原有的燃气热水器和电热水器虽然加热速度比较快，但是所用的煤和气都会对环境造成一定的污染，而且会使室内的空气变得不清新，电热水器的功率较大，对长期使用的一般家庭来说必定会带来一定的经济困难，是一笔相当大的开销[14]。
太阳能热水器安全、环保、经济，带有辅助加热功能的热水器可在全年的任何时候使用，设计一个控制器来帮助人们了解水的温度和热水器中水位的高低，使人们清楚的使用。
先前国内外大多数家庭使用的太阳能热水器只是纯粹的太阳能加热问题，还没有其他的智能控制方面，在没有太阳的天气中没有足够的能源使水箱中的水加到最热。
其次对太阳能热水器中的水位没有记录，使人们不能及时知道水箱中的水量，以便补充，缺乏自动性。
如今大多数的家庭太阳能都装有水位监测和水温测量、显示的功能，使用更加方便。
今年来，利用太阳能和其它能源的结合，使得太阳能热水器更加的完善，在任何天气情况下都能使用到热水。
此款热水器包括主、从两大系统：主系统的特点是在晴好的天气利用太阳光能为热水器加热；从系统相当于电热水器，它在无光照的情况下利用电辅助加热。
它充分利用太阳能的丰富的免费的资源的优势，同时考虑到在阴天及夜间无法利用太阳能的缺点，充分发挥太阳能热水器和电热水器的各自优势，这是世面上大部分热水器所不能比拟的。
当今社会发展日新月异，人们衣食住行也在不断的提高。
现有电热型热水器费用昂贵及燃气型的不安全性，且排放二氧化碳污染大气，北方用煤气取暖造成城市空气环境污染，这些都是太阳能热水器良好的外部生存环境。
太阳能热水器克服了上述缺点，他是绿色环保产品。
它使用简单、方便。
太阳能热水器顺着时代发展的要求，满足人们对环保绿色产品的需求。
在人类文明程度日益提高的今天，它是现代文明社会的最佳选择。
应该注意到，集体单位对太阳能热水器的用量很大。
众所周知，太阳能是取之不尽，用之不竭，没有污染的巨大能源。
随着世界上煤、石油、天然气的存储量日益减少，能源危机已日益增长，环境污染的危机已威胁着生态平衡，太阳能开发利用的课题已提到人类的面前。
有人预测：二十一世纪太阳能将由辅助能源上升为主要能源。
但由于太阳能的分散性、季节性和地区性又给太阳能利用带来重重困难，有些技术难点尚未突破，产品造价偏高，因而尚未被人们大规模使用。
在太阳能热利用技术中，太阳能热水器是技术上比较成熟、造价比较低廉的产品，同时给人民提供低耗能源、保护环境、绝对安全的热水而受到人们的欢迎。
世界各国的太阳能热水器生产发展也很快。
例如：澳大利亚政府规定，在北部地区新建房屋一定要设置太阳能热水器，已经有25％的新住宅安装了太阳能热水器。
日本现在每年安装太阳能热水器近50万台，计划今后普及率更高。
有些国家法令规定所有新建筑物必须配备太阳能热水器。