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1、毕业设计（论文）题目 太阳能热水温度控制系统 院 别 电气工程学院 专 业 电气自动化技术 班 级 姓 名 学 号 指导教师（职称） 日 期 摘 要随着社会的发展，节能技术的不断改革创新，太阳能成为新时代可持续发展战略中带有绿色标志的新型能源。近年来，随着人们购买力的提升，太阳能热水器己经变成我们日常生活中必不可少的设备，太阳能控制器的使用率逐年上升。太阳能热水温度控制器的硬件包括单片机处理器部分、水位和温度信息采集部分、继电器执行部分、显示部分控制部分。根据设计系统的稳定性、精确性、节能性、适应性等原则，进行硬件部分设计。控制系统的软件是服务于硬件的，系统将实时采集到的数据与相应的设定值进行
2、比较、判断，结果是控制循环水泵或上水电磁阀的工作，实现各种智能控制同时，软件还要兼顾到操作人员方便地选择工作方式、设置和修改各种设定值，因为人们可以根据天气情况及用户的需要选择定时加热状态、自动加热状态软件还要设定以太阳能为优先使用的能源，只有在太阳能没有将水温加热到用户要求的温度下，才启动辅助能源进行加热。关键词：太阳能热水温度控制 单片机 传感器 水温水位AbstractWith the development of the society, continuous reform and innovation of energy-saving technology, solar energy
3、 into a new era of sustainable development strategy in the new energy with green logo. In recent years, with the raise of peoples purchasing power, solar energy water heater has become in our daily life indispensable equipment, solar controller utilization rate increased year by year.Solar hot water
4、 temperature controller hardware including the single chip processor parts, water level and temperature data collection, the relay parts, display control part. According to the design of system stability, accuracy, energy saving, adaptability principle, hardware design.Software is in the service of
5、the hardware of the control system, the system will be collected in real-time data comparing with the corresponding value, judgement, the result is to control the circulating water pump or water solenoid valve, to achieve a variety of intelligent control at the same time, the software gives priority
6、 to the operator to easily choose the way to work, set up and modify various Settings, because people can choose according to the weather conditions and the needs of the users regularly heating, automatic heating state software also set to gives priority to the use of solar energy, not only in the s
7、olar energy heat the water temperature to the temperature of the user requirements, to launch the auxiliary energy for heating.Keywords: Solar hot water temperature control; Single chip microcomputer; The sensor; Water level 目录摘 要2第1章 绪 论511 太阳能热水器的发展背景51.1.1 太阳能热水器发展的政治法律环境51.1.2太阳能热水器发展的社会环境61.1.3
8、 太阳能热水器发展的经济环境61.1.4 太阳能热水器发展的技术环境61.2 太阳能热水器及其控制系统发展现状71.3 本文所作的工作8第2章 方案选择92.1方案论证92.2系统的总体要求92.3 方案选择实现10第3章 硬件电路芯片的选型113.1单片机选型113.2水温检测装置选型123.3水位检测装置选择193.4 显示器件选择203. 5 键盘模块的选择20第4章 硬件系统设计224. 1单片机最小系统224.1.1时钟电路224.1.2 复位电路设计234.2温度检测电路234.3水位检测电路244.4接口电路设计254.5 显示电路274.6报警电路294.7 键盘电路294.8
9、辅助加热电路304.9控制电路31第5章 太阳能热水器中央控制器的软件设计335.1 系统总体软件设计335.1.1 主程序软件设计335.1.2 水位检测子程序344.1.3 显示软件设计345.1.4 键盘软件设计34第6章 总结37参考文献38附录A 电路图39第1章 绪 论11 太阳能热水器的发展背景在当今资源紧张不断威胁人们生活的时代，环保型的能源不断受到人们的重视，而太阳能是以它独有的优势引起了政府与民众的关注。太阳能热水器即为应用这种环保型能源的一个典型，这对于缓解日益紧张的不可再生能源具有重要的意义。随着人民生活水平的提高以及低碳生活观念的不断深入人心，太阳能热水器已经为大众所
10、接受，并走进了千家万户。可以说，太阳能热水器的快速发展己经使它成为中国可再生能源市场上需求量最大的产品之一。当然，太阳能热水器的快速发展离不开一系列的环境因素。1.1.1 太阳能热水器发展的政治法律环境近年来，随着传统能源供需失衡矛盾的不断升级，包括太阳能、生物能、海洋能、地热能、氢能和风能、核能在内的各种新能源的开发与利用引起了世界各国政府和科研机构的重视。这些新能源相对于传统的能源有一系列的优点:对环境造成污染小、发展潜力大、可永久利用等。我国具有丰富的新能源资源，尤其太阳能资源极为丰富并在太阳能的开发利用上取得了一定的进展。2006年1月1日我国颁布施行中华人民共和国可再生能源法，在这部
11、可再生能源法的第十七条中明文规定:国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统。建筑节能“十五”计划和2010年规划提出，到2015年，全国家庭太阳能热水器普及率要达到20%到30%。国家发改委出台的推进全国太阳能热利用工作实施方案中指出，我国即将制定太阳能热水器的强制安装政策。原则上要求屋面布置太阳能热水集热系统的面积不少于屋面建筑面积的50%，“十二五”期间，我国政府提出了多项关于节能减排、发展清洁能源、可再生能源的目标措施，全力发展太阳能等低碳无碳能源，要求到2015年全国家庭太阳能热水器普及率达到20%至30%的目标。为了鼓励
12、太阳热水器的推广应用，相信不久的将来，国家还将出台一些有利于太阳能热水器发展的政策法规。通过这些政策法规将为太阳热水器生产厂家的生产和广大太阳能用户的安装提供了一个健康有利的法律环境，这将推动太阳能热水器市场健康有序地发展。1.1.2太阳能热水器发展的社会环境当今世界，全球能源告急，气候变暖，环境污染等不断威胁到人类的生存与生活。为了解决这些问题，世界各国都在寻求新的替代型能源，以寻求可持续发展并能在今后的发展中获取有利地位。太阳能取之不尽、用之不竭并且清洁、安全，自然成为大众关注重点。在太阳能产业的发展中，最成熟的莫过于太阳能热水器的热利用转换技术了。随着国际原油、天然气等能源价格的上涨，为
13、太阳能热水器行业的发展提供了前所未有的产业机遇，特别是在全球金融危机的深层次影响持续蔓延的背景下，消费者的生活成本居高不下，使用清洁能源的太阳能热水器将获得更多用户的青睐，我国有近4亿多家庭，而热水器为家庭必需品，并且不受地域和消费阶层的影响，所以太阳能热水器有广阔的市场前景。1.1.3 太阳能热水器发展的经济环境 我国能源资源总量位于世界前列，但由于我国人口基数较大，人均能源资源的占有量还不足世界人均能源资源占有量的一半。近年来我国经济持续增长，对于煤炭、石油等能源需求急剧增加，日益突出的能源供需矛盾已经严重的影响我国经济安全与经济发展。并且由于我国发展状况所决定的能源利用效率较低，这些更加
14、重了我国的资源紧张。我国今年的三大主题之一是新兴产业投资，其中节能环保和新能源占据了重要地位，受国家节能政策的利好影响所致，“十二五”规划50个亿的补贴政策支持以太阳能为主的新能源。随着中国经济的发展，广大农村及城镇人口逐渐富裕起来，价格适中的太阳能热水器完全可以成为大多数居民的家用耐用品之一。2006年太阳能热水器的销售额近300亿元。尤其在2009年5月，太阳能热水器进入家电下乡产品行列，享受政府补贴13%。所以太阳热水器在未来将有更大的发展空间。1.1.4 太阳能热水器发展的技术环境 上世纪70年代末起，我国开始研发与生产太阳能集热器，太阳能热水器发展至今，产品类型主要有真空管型、平板型
15、和闷晒型3大类型技术板块。2001年到2006年太阳能热水器产业快速发展。当今真空管型太阳能热水器约占世界总产量的90%，用于真空管集热器生产的硼硅玻璃 3.3年产量约占世界总生产量的70%。其中在30万吨的3.3的玻璃中大约有28万吨用于真空管的生产。我国当前真空管镀膜生产线，年生产能力为2亿支，配套设备齐全，年生产的真空管可装配约2000万平方米太阳能热水器。随着太阳能热水器发展，分体式太阳热水器技术、壁挂式太阳热水器技术、承压式太阳热水器技术、太阳能热泵热水器等新型的太阳能热水器技术不断被推向市场。1.2 太阳能热水器及其控制系统发展现状 随着全球能源供应的日趋紧张，以清洁、环保节能著称的太阳能受到各国和各级政府的高度重视。在中国为例，据太阳能协会公布的数据表明，全国太阳能的生产量以每年30%的速度增长，2009年，我国太阳能热水器的生产量占全世界生产量的50%，产品保有量占世界总量的70%。在
