单片机在太阳能中央热水系统中的应用

【摘要】： 在太阳能的热利用中,用于产生热水的太阳能集热器应用广泛,它充分利用了自然能源——太阳能,节省大量能源,这对于当今资源紧张的时代,具有重要意义。本文综述了太阳能热水器智能控制技术的发展现状和趋势,对太阳能中央热水智能控制系统的工作原理及控制方法进行了深入的研究和讨论。可用于热水工程和家用太阳能热水器,实现了建筑工程与散户安装的统一和兼容。 本文主要研究太阳能中央热水系统的热辅功能,即太阳能集热器与储水水箱的热交换、电辅助加热的单片机控制系统。通过单片机控制实现集热系统智能化,通过数字滤波提高了系统各项指标和可靠性。实现了水位指示、自动给水、温度显示、定时给水、无给水自动停电报警等功能,利用LED显示器显示太阳能热水器的运行状况,使用方便。 在控制方法的选择上,应用单片机技术和模糊控制理论对太阳能集热器与储水水箱的热交换、电辅助加热进行了分析。控制方案的设计中,因为必须要考虑如何充分利用太阳能,在天气好的情况下,电加热器尽量不用,而只有在太阳能强度不够的情况下,为了满足用户的要求,才启用电加热方式,补充太阳能的不足。根据以上的控制要求,我们可以采用模糊控制技术来完成对电加热器和循环泵的控制。并开发了相应的单片机控制程序,大大提高了太阳能的利用效率,实现了节约电能之目的。 【关键词】：太阳能 单片机 智能控制 热交换 模糊控制
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP273.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 绪论7-10
• §1-1 太阳能集热系统的发展与现状7-8
• §1-2 太阳能热水器的应用及意义8-9
• §1-3 本文所作的工作9
• §1-4 本章小结9-10
• 第二章 太阳能中央热水控制系统的总体设计10-14
• §2-1 太阳能中央热水系统总体结构10-12
• §2-2 太阳能中央热水系统功能简介12-13
• §2-3 本章小结13-14
• 第三章 硬件设计方案14-35
• §3-1 主控电路总体结构及原理14-15
• §3-2 主控电路中的单元电路介绍15-26
• 3-2-1 主控电路单片机芯片AT89S5215-17
• 3-2-2 水温 、水位测量与输入电路17-21
• 3-2-3 主控电路板输出电路21
• 3-2-4 主控电路板光照测量电路21-22
• 3-2-5 主控电路板通讯电路22-24
• 3-2-6 主控电路数据存储器24-25
• 3-2-7 主控电路板日历电路25-26
• §3-3 近程显示和功能设置电路设计26-31
• 3-3-1 近程显示与功能设置电路板的80C52 芯片28-29
• 3-3-2 近程显示与功能设置电路的温度显示电路29-30
• 3-3-3 近程显示与功能设置电路板的键盘控制电路30-31
• 3-3-4 近程显示与功能设置电路板的PCB图31
• §3-4 远程显示电路设计31-33
• 3-4-1 远程显示电路板的AT89C2051 芯片32
• 3-4-2 远程显示电路板的显示电路32-33
• 3-4-3 远程显示电路板的PCB图33
• §3-5 其他功能33-34
• §3-6 本章小结34-35
• 第四章 软件设计方案35-52
• §4-1 软件设计思路35-39
• 4-1-1 软件设计方案35-36
• 4-1-2 模糊控制技术应用36-39
• §4-2 程序设计39-51
• 4-2-1 系统控制程序39
• 4-2-2 温差跟踪循环子程序39-40
• 4-2-3 电辅助加热模糊控制子程序40-43
• 4-2-4 温度与频率的转换程序设计43-46
• 4-2-5 数字滤波46-48
• 4-2-6 上位机监控程序48-50
• 4-2-7 相关其它程序50-51
• §4-3 本章小结51-52
• 第五章 总结52-53
• 参考文献53-57
• 致谢57-58
• 读学位期间所取得的相关科研成果58

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