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太陽能熱水器的智能控制器設計
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設計） |
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課程(專業(yè))
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單片機 |
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關鍵詞
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太陽能熱水器|單片機 |
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適用年級
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大學 |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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90 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word |
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文件大小
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240K |
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發(fā)布時間
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2009-05-31 19:31:00 |
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| 發(fā)布人 |
lcw |
內(nèi)容簡介：
畢業(yè)設計 太陽能熱水器的智能控制器設計 共45頁，13181字
摘 要
太陽能熱水器以其諸多的優(yōu)點受到人們的歡迎。本文結(jié)合實際太陽能熱水器的具體應用，在介紹太陽能、傳感器、單片機的特點基礎上，詳細描述了太陽能熱水器的工作原理和設計方案。這里根據(jù)太陽能熱水器對控制器的要求與特點，提出了一種基于DS12887的太陽能熱水器智能控制器的設計方法，給出了系統(tǒng)硬件設計及軟件實現(xiàn)方法。
全文分三大部分。第一部分包括第一章，描述太陽能的利用和前景發(fā)展狀況。第二部分包括第二章，描述太陽能系統(tǒng)組成及工作原理。第三部分包括第三、四章硬件設計及電路原理和軟件設計，分別介紹了傳感器的特點及應用、一般的太陽能熱水器及循環(huán)系統(tǒng)、單片機發(fā)展和原理，這也是此款太陽能熱水器的理論基礎和必要前提。
關鍵詞： 太陽能熱水器;傳感器; 模糊控制; 實時時鐘;單片機
目錄
摘 要……………………………………………………………………..I
Abstract…………………………………………………………………..II
第一章：緒論
1.1 太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場競爭分析
1.2 太陽能熱水器的應用及意義
第二章：太陽能熱水器的組成及工作原理
2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設計
2.2 太陽能熱水器組成及原理
2.3 主要芯片的結(jié)構(gòu)與特點
2.3.1 DS12887實時時鐘芯片簡介
2.3.2 80C51單片機結(jié)構(gòu)特點
2.3.3 數(shù)字溫度傳感器DS18B20主要特性及測溫原理
第三章：太陽能熱水器硬件設計
3.1 太陽能控制器硬件結(jié)構(gòu)
3.2 控制器實時時鐘接口電路設計
3.3 水位檢測和溫度檢測接口電路設計
3.4 看門狗和復位接口電路設計
3.5 鍵盤和顯示接口電路設計
3.5.1 鍵盤電路
3.5.2 顯示接口電路
3.6 光電隔離與輔助加熱電路設計
第四章：控制器的軟件設計
結(jié)束語
參考文獻
致謝
附錄
緒論
1.1 太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場競爭分析
目前，中國已成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國，年產(chǎn)量約為世界各國之和，已有一百多家太陽能熱水器生產(chǎn)廠。但是與之配套的太陽能熱水器控制器卻一直處在研究與開發(fā)階段。這種控制器只具有溫度和液位顯示功能， 而且為分段顯示，溫度顯示誤差為10%，水位顯示誤差為25%。這種顯示器(還稱不上控制器)不具有溫度控制功能，當由于天氣原因而光強不足時，就會給熱水器用戶帶來不便；即使熱水器具有輔助加熱功能，由于加熱時間不能控制而產(chǎn)生過燒，從而浪費大量的電能。本文設計的太陽能熱水器控制器以80C51單片機為檢測控制核心，采用DS12887 實時時鐘，不僅實現(xiàn)了時間、溫度和水位三種參數(shù)實時顯示和FUZZY控制功能，而且具有時間設定、溫度設定與控制功能。溫度控制采用模糊控制， 控制器可以根據(jù)天氣情況利用輔助加熱裝置使蓄水箱內(nèi)的水溫在設定時間達到預先設定的溫度，從而達到24小時供應熱水的目的。太陽能熱水器是太陽能利用中最常見的一種裝置，經(jīng)濟效益明顯，正在迅速的推廣應用，太陽能熱水器能夠?qū)⑻栞椛淠苻D(zhuǎn)換熱能，供生產(chǎn)和生活使用。他主要由平板集熱器、蓄水器和連接管道等部件組成，可分循環(huán)式、直流式和悶曬式。
當今社會發(fā)展日新月異，人們衣食住行也在不斷的提高。現(xiàn)有電熱型熱水器費用昂貴及燃氣型的不安全性，且排放二氧化碳污染大氣，北方用煤氣取暖造成城市空氣環(huán)境污染，這些都是太陽能熱水器良好的外部生存環(huán)境。太陽能熱水器 克服了上述缺點，他是綠色環(huán)保產(chǎn)品。它使用簡單、方便。太陽能熱水器順呼時代發(fā)展的要求，滿足人們對環(huán)保綠色產(chǎn)品的需求。在人類文明程度日益提高的今天，它是現(xiàn)代文明社會的最佳選擇。應該注意到，集體單位對太陽能熱水器的用量很大。新建商住樓安裝熱水器，已是房屋開發(fā)公司計劃之內(nèi)的事，配套熱水器的商品房銷勢更好[5]。
此款熱水器包括主、從兩大系統(tǒng)：主系統(tǒng)的特點是在晴好的天氣利用太陽光能為熱水器加熱；從系統(tǒng)相當于電熱水器，它在無光照的情況下利用電輔助加熱。它充分利用太陽能的豐富的免費的資源的優(yōu)勢，同時考慮到在陰天及夜間無法利用太陽能的缺點，充分發(fā)揮太陽能熱水器和電熱水器的各自優(yōu)勢，這是世面上大部分熱水器所不能比擬的。
1.2 太陽能熱水器的應用及意義
眾所周知，太陽能是取之不盡，用之不竭，沒有污染的巨大能源。隨著世界上煤、油、氣的儲量日益減少，能源危機已日益增長，環(huán)境污染的危機已威脅著生態(tài)平衡，太陽能開發(fā)利用的課題已提到人類的面前。有人預測：二十一世紀太陽能將由輔助能源上升為主要能源。但由于太陽能的分散性、季節(jié)性和地區(qū)性又給太陽能利用帶來重重困難，有些技術(shù)難點尚未突破，產(chǎn)品造價偏高（如光電池）。因而尚未被人們大規(guī)模的使用。
在太陽能熱利用技術(shù)中，太陽能熱水器是技術(shù)上比較成熟、造價比較低廉的產(chǎn)品，同時給人民提供不耗能源、保護環(huán)境、絕對安全的熱水而受到人們的歡迎。
太陽能熱水器是以太陽能光熱轉(zhuǎn)換，利用溫室效應和虹吸原理使水加熱的裝置，此裝置分為兩個不同的概念：
1.太陽能熱水工程系統(tǒng)，這種系統(tǒng)由太陽能集熱器、儲水箱管線、補水箱組成不同形式的熱水系統(tǒng)，包括自然循環(huán)式、定溫放水式等等，可構(gòu)成提供熱水10噸到100噸的裝置，大多提供集體單位使用。
2.太陽能熱水器是指將上述各種不見組裝成一個小系統(tǒng)，提供家庭或需要產(chǎn)熱水1噸以下的單位使用，此種裝置算為太陽能熱水器。太陽能熱水器（或系統(tǒng)）均以其采光面積作為計量單位，一般1平方米光面積可產(chǎn)熱水100升，采光面積每種型號不同，一般在1.5～2.0平方米。
我國從“六五”計劃期間開始推廣太陽能熱水器，到目前全國已有250萬平方米采光面積的太陽能熱水器，廠家又幾家發(fā)展到全國約有180家左右，是目前世界上推廣最大的國家之一，而且形成了規(guī)模，形成了中國特色的太陽能企業(yè)，有中國太陽能協(xié)會為中心的學術(shù)中心，以中國農(nóng)村能源企業(yè)協(xié)會太陽能熱利用專業(yè)委員會為中心，制定了產(chǎn)品標準、測試條件、產(chǎn)品合格證頒發(fā)等一系列措施。
世界各國的太陽能熱水器生產(chǎn)發(fā)展也很快。例如：澳大利亞政府規(guī)定，在北部地區(qū)新建房屋一定要設置太陽能熱水器，西澳大利亞已有25%的新住宅安裝了太陽能熱水器。
日本現(xiàn)在每年安裝太陽能熱水器近50萬臺，現(xiàn)在有20%的家庭安裝了太陽能熱水器，計劃今后普及率達到25%，按照日本的“陽光計劃”還將為公寓，辦公樓安裝6500套太陽能熱水系統(tǒng)，為工廠安裝1900套工業(yè)用太陽能熱水系統(tǒng)。以色列的法令規(guī)定所有新建筑物必須配備太陽能熱水器，目前普及率已超過60%。英、法、德、意、希臘五國到2000年底推廣熱水器600萬平方米，比1990年增長2倍多。
國內(nèi)外太陽能熱水器使用量增長如此之快，其根本原因是：能源問題、環(huán)保問題是當今世界各國面臨的主要問題之一。太陽能熱水器是節(jié)能、環(huán)保產(chǎn)品，故受到廣泛重視，發(fā)展極快，預計今后每年將以15%～20%的速度發(fā)展。
根據(jù)理論計算及實際應用證明，太陽能熱水器每平方米光面積一年可節(jié)約標準煤200-300公斤節(jié)電1500度，或節(jié)約液化氣180公斤。
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