1、感知层课程设计论文论文题目：基于水位传感器的太阳能热水器设计学院：年级：专业：姓名：学号：指导教师：摘要在太阳能的热利用中，用于产生热水的太阳能热水器应用广泛，它充分利用了环保型能源太阳能，这对于当今资源紧张的时代，具有重要的意义。太阳能热水器己成为中国可再生能源市场上需求量最大、发展最为迅速的产品之一。然而，目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单一、操作复杂、控制不方便等问题,很多控制器只具有温度和水位显示功能,且误差较大。主要存在的问题有以下两个方面：(1）不具备温度控制功能。当由于天气或气候原因而光强不足时，太阳能热水器就会温度达不到洗浴要求，给热水器热水器用户带来不便。即使部分
2、太阳能热水器具有辅助加热功能,通常采用的是电加热方式。而传统电加热温度控制具有升温单向性、大惯性、大滞后性和时变性的特点，应用传统的模拟电路控制方法，很难达到理想的控制效果。也可能由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费电能。(2）上水控制通常采用手动控制，水满不容易发觉，造成水资源的浪费。或者有所谓水位控制,是通过设定来实现太阳能热水器水箱里缺水时自动补水、水满时自动停水的功能。现有的控制方案多由水位传感器根据缺水或满水时发出的不同信号控制半导体器件的通断,从而进一步控制继电器、电磁阀的开合状态,来进行补水与否。这种方案容易造成用户在使用过程中水位下降进行补水，出现混水问题。对于家庭用户来说
3、，一天热水的使用量相差不会很大，若使用时随时补水，混水后又需要电辅热进行加。因此针对手动控制等中低端太阳能热水器，我们旨在利用水位传感器开发一种控制更加智能，而且更加经济的太阳能热水器自动上水控制系统。这套系统具有以下优点：可以自定上水时间、外部扩展能力强、使用方便、开发周期短、开发费用低。满足经济性、实用性、科学性的要求。关键词：太阳能热水器；水位传感器；自动上水控制；经济IABSTRACTIn solar thermal utilization, is widely used to produce hot water of solar energy water heater, it mak
4、es full use of the environmentally friendly energy sources - solar, this tense time for todays resources, has the vital significance. The solar water heater has become Chinas renewable energy market demand is one of the largest and most rapid product development. However, most of the solar energy wa
5、ter heater control system on the market at present is single function, complex operation, it is not convenient to control the problem, a lot of controller with functions of temperature and water level show, only and the error is bigger. The main existing problems are the following two aspects: (1) d
6、oes not have temperature control function. When due to weather or climate and light intensity is insufficient, the solar energy water heater will reach bath temperature requirements, to inconvenience water heater water heater users. Even if part of the solar water heater with auxiliary heating funct
7、ion, and is usually used in electric heating mode. And traditional electric heating temperature control heating unipolarity, big inertia, big lag and time-varying characteristics, application of the traditional analog control method, it is difficult to achieve ideal control effect. May also be the r
8、esult of the heating time cannot control burnt, thus wasting electricity. (2) water control usually USES the manual control, water is not easy to find, cause the waste of water resources. Or a so-called water level control, is done by setting the solar water heater tank water when the function of au
9、tomatic filling water, the water is full automatic water supply. Current control scheme is much by water level sensor based on lack of water or with water of different signal control on-off of semiconductor devices, thus further control the opening and closing state of the relay, solenoid valve, or
10、not to water. This scheme is easy to cause the loss of the user in the process of using water filling water, mix water problems. For home users, a day in the use of hot water is not a great difference, if at any time when using filling water, mix water and then need to add complementary heat. So for
11、 manual control and mid-range solar water heater, we aim to use the control of water level sensor to develop a more intelligent, more economic and automatic water control system of the solar water heater. The system has the following advantages: you can set up time, external extension ability strong
12、, easy to use, short development cycle, lower development costs. Meet the requirements of economy, practicality, scientific. Key words: solar energy water heater; Water level sensor; Automatic water control; economic目录摘要I关键字IAbstracti前言4第一章硬件及结构8第一节框图体系及结构8一、太阳能热水器工作原理及总体结构8二、太阳能热水器控制系统框图9第二节各原件的作用及
13、工作原理11一、温度传感器的选型11二、液位传感器的选择12三、显示模块的选择14四、锁存器的选用15第三节 工作电路16第二章系统程序设计19第一节设计思路与流程图19结论22展望23 前言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各国政府与民众的关注。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
14、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)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
15、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。在国家节能目标的要求下，江苏、山东、河南、广州、深圳、武汉、云南、北京、河北等地也纷纷出台规定，12层以下建筑要求必须安装太阳能。为了做好太阳能热水系统建筑应用推广工作，海南省、浙江省、上海市等大中城市相继出台新规，要求新建建筑太阳能热水系统建筑应用工程与建筑主体工程须同步规划、设计、施工、验收、交付使用，医院住院部、住宅、公寓、酒店、宾馆、度假村、养老院、福利院及其他需要长期使用热水的建筑。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。(2)太阳能热水器发展的社会环境当今
