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1、太阳能热水器智能控制系统的设计与仿真0太阳能热水器智能控制系统的设计与仿真Hu RunqingJournal of Beijing universityBei Jing 855000摘 要：在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机和电饭煲之类的家用电器在保温时，由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造成很大的能源浪费。但是利用 AT89C52 单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成的控制系统却能解决这个问题。单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，并显示于LED 数码管上。该系统具有灵活性强，易于操作，可靠性高等优点，将会
2、有更广阔的开发前景。关键词：传感器；A/D 转换；DS18B201 在中国快速发展的太阳能热水器1.1 发展阶段中国的太阳能光热应用从 20 世纪 70 年代开始发展。在 20 世纪 80 年代后期，引进加拿大生产铜 - 铝复合材料的吸收体为平板 TION 线集电极和自行设计的生产线的发展阳极氧化选择性涂层，中国开始制造平板太阳能热水器。但由于成本和兼容性的问题，进展缓慢，如在冬季。重大突破是在 20 世纪 90 年代中得来的技术和生产全玻璃真空管，使中国自行设计的发展真空管生产线，并开始批量生产全玻璃真空管太阳能热水器。所有这些成就在科学和研究方面投入生产贡献的生产力的不断提高，太阳能集热器
3、和全玻璃真空集热管和热水器热管和成本的减少。它提供了巨大的动力，使中国太阳能热利用产业的产业化。随着经济的发展，城市的需求，中国农村居民的生活和洗浴大幅增加。与电热水器和燃气热水器热水器，太阳能热水器成为供应热水供国内使用的主要产品之一。1.2 稳定快速的增长市场20 世纪 90 年代以来，中国太阳能热水器市场的在十多年保持了较快的增长。中国太阳能的年产覆盖量从 2000 年的 6.1 万平方米发展的 2009 年的 42 万平方米，增长率为 24%。王振滔琛（2010 年） 。累计安装太阳能热水器从 2000年的 26 平方米增加到 2009 年的 145 万平方米，每年的增长速度为 21。
4、特别是由于可再生能能源法“正式生效后，国家有关更新的发展能源的政策，政府太阳能热水器智能控制系统的设计与仿真1的在新农村建设和地方的建筑上强制安装太阳能热水器。太阳能热水器应用已经大大的推广。从 2006 年到 2009 年间，平均每年增长太阳能热水器的销售率维持在 33，而总库存平均每年增长 17，这标志着太阳能热水器的应用已经达到了新的高度。图 1 代表了中国太阳能热水器年产量从 1998 年至 2009 年的增长速度，表 1 盘点中国的太阳能热水器，1998 年至 2009 的速度增长。figure 12 温度检测电路设计温度检测部分是实现温度智能控制的重要环节，只有准确地检测出温度，才
5、能通过软件实现辅助加热。其性能的好坏直接影响系统的性能，对于温度检测，本设计用的是温度传感器 DS18B20。DSl8B20 数字温度计提供 9 位(二进制)温度读数,指示器件的温度信息经过单线接口送入 DSl8B20 或从 DSl8B20 送出.因此从主机 CPU 到 DSl8B20 仅需一条线(和地线)。DSl820 的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。因为每一个 DSl8B20 在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多个 DSl8B20 可以存放在同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。DSl820的测量范围从-55到+125增量值为 0.5，可在 ls(典型值
6、)把温度变换成数字。3 模拟/数字转换电路A/D 转换是将传感器输入的模拟量转换成数字量送入单片机内。本设计采用的是 ADC0832。一般情况 ADC0832 与单片机的接口应为 4 条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于 DO 端与 DI 端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将 DO 和 DI 并联在一根数据线上使用。当ADC0832 未工作时其 CS 输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和 DO/DI 的电太阳能热水器智能控制系统的设计与仿真2平可任意。当要进行 A/D 转换时，须先将 CS 端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开
7、始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端 CLK提供时钟脉冲，DO/DI 端则使用 DI 端输入通道功能选择的数据信号。在第 1 个时钟脉冲到来之前 DI 端必须是高电平，表示启动位。4 LED 显示电路在单片机系统中，常用的显示器有发光二极管显、荧光管显示器、数码管显示和液晶显示。近年来，也开始使用简易的 CRT 接口，显示一些汉字及图形。发光二极管显示分为固定段显示和可以拼装的大型字段显示，此外还有共阳极和共阴极之分等。LED 显示块是由无数发光数码管组成的显示器，数码管的每一个数码管段是一只发光二极管，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发光，控制发光二极管发光组合，可以显示出所需
8、字符，有 7 段和字段之分。这种显示块有共阳极和共阴极两种。共阴极 LED 显示块的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳极 LED 显示块的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压。当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。LED 的显示方式有静态显方式和动态显示方式。5 系统的工作原理利用 DS18B20 传感器对水箱温度进行实时监控，当检测到水温信号后，反馈到单片机上，并用数码管动态扫描方式显示当前的水温和预设的水温。电极方式测量水位，当水没过各个档次的电极时，利用水的
9、弱导电性，电压在 3 伏左右，经过斯密特触发器后变成了 0V，水位指示灯两端有了电压差而被点亮；反之，没接触水电压在 0 伏左右，经过斯密特触发器后变成了 5V，水位指示灯两端没有电压差，即没有电流通过，指示灯灭。当出现缺水状态（水位低于20）时，蜂鸣报警，所有的水位指示灯熄灭。利用隔离电路来对系统进行自动加热和上水，具体的条件由软件程序来控制，从而实现智能性。6 中国太阳能热水器行业中的经验和特点6.1 没有激励政策已经形成商业运转无论是市场还是厂家太阳能热水器在中国都没有享受奖励的财政和税收政策。与电热水器和燃气热水器相比，太阳能热水器有没有偏好。唯一的太阳能热水器企业由当地政府列为高新技
10、术企业，可以享受高新技术企业的优惠政策。太阳能热水器智能控制系统的设计与仿真3市场的需求是在中国太阳能热水器市场的发展背后的驱动力，所以它是，促进了市场的发展在中小城市和农村地区的居民对热水的需求，但没有激励政策的国家。满足居民太阳能热水器洗澡，高性价比的需求。这是其快速发展的动力。太阳能热水器成为人在一起电力和燃气热水器提供生活热水的主要产品之一，并逐渐成为主导产品，因为它的高性价比。初始投资的太阳能热水器比电热水器和燃气热水器相比，太阳能热水器不消耗燃料，其每年的运营成本低，所以在其生命周期内的平均成本只有其他两种类型的水加热器的 1/3。由于声音的性价比，市场份额的太阳能在中国热水器不断
11、增加，从 2000 年的 15.2至57.2，太阳能热水器已成为中国市场上的主流产品。6.2 真空集热管热虹吸系统中国的主流产品是真空集热管热虹吸系统与先进的间接和加压的产品在世界上的比较，这种类型的结构简单，技术要求低，生产成本低的优势。此外，经过多年的努力，这种模式的生产和市场已经达到一定的规模，产品的质量保证经济效率高，产品符合目前中国市场的需求，非常好。然而，该产品型号患有等缺点舒适和卫生水平低，产品必须安装在屋顶上的整体，这不仅影响建筑物外观，但也带来了一个问题，与建筑的融合。目前，真空集热管热虹吸系统是在中小城市和农村地区流行，但它不能满足高端客户的需求，为生活在城市地区和高品质的
12、热水。这也解释了为什么在北京和上海这样的大城市，太阳能热水器的市场是比较小的。此外，这一个事实，即中国的太阳能热水器市场的产品是在产品类别和同质化严重，不能满足用户的各种需要，尤其是高端客户的需求作出了贡献。在过去的几年中，分隔的，间接的，加压的产品的研究，开发和生产已成为主要的太阳能热水器企业的优先级和输出这些产品逐年增加。7 结论为太阳能热水器行业的发展提供了基础，如果要发展一个产业，其产品，以满足用户的需求，赢得市场的认可度。当时在中国的常规能源供应系统不完善太阳能热水器的发展提供了一个机会，而太阳能热水器产品从一开始的生活热水符合中国居民的需求。同时，太阳能热水器产业化，加快了降低成本
13、，并极大地推进了性价比，使产品赢得了市场的广泛认可和满足市场需求。因此，产品满足市场的需求的太阳能热水器行业的快速发展提供了基础。中国的主流产品是结构简单，成本低。这是非常好的热式电热水器的经济太阳能热水器智能控制系统的设计与仿真4刚刚开始发展，以满足人们的需求。其他许多发展中国家都和中国的情况非常相似。参考文献1 Yan shi .number of yu electronic technology foundation: the fifth edition M .Beijing: higher education press, 2005.2 Zhu li heng. electronic
14、technology simulation tutorial M .Beijing: electronic industry press, 2003.3 Yin yong, Li lin ling. Multisim circuit simulation introductory and advanced M .Beijing: science press, 2005.4 Zheng bu sheng, wu wei. Multisim 2001 entry and circuit shall have a training and simulation application M. Beij
15、ing: electronic industry press, 2002.5 Guo fang jun. Number of yu electronic technology experiment course reform and exploration J.Journal of chong qing college of liberal arts: natural science dition, 2009, 28 (2):58-60.6 Zhu jia fu. A virtual technology in the electronic information teachingJ.jour
16、nal of chongqing college of liberal arts: natural science edition, 2008, 27 (3):88-91.太阳能热水器智能控制系统的设计与仿真5Solar energy water heater intelligent control system designHu RunqingJournal of Beijing universityBei Jing 855000Abstract: in todays increasingly tense energy, electric water heater, water dispenser, rice cooker and the like household electrical appliances in the heat preservation, due to its simple temperature contro
