太阳能采暖系统控制器的研发

【摘要】：太阳能采暖技术的应用已相对比较成熟,但是太阳能采暖的效果如何,不仅取决于太阳能系统管路的设计,而且还与控制系统的好坏紧密相关。太阳能采暖系统分为太阳能采集、储存、以及利用三个主要环节,如果这些环节完全靠维护人员来进行,势必增加其工作量,且效果并非十分理想。单片机的快速发展使其被广泛应用于工业控制,家用电器等众多领域,利用单片机实现对太阳能采暖系统的控制是十分可行的。因此本文主要将单片机技术与太阳能采暖系统相结合,自行设计一款太阳能采暖控制器,以使系统各环节均可处于最优化运行状态。 太阳能采暖系统的主要问题是太阳能供给的非连续性,夜间集热器的冻结问题以及太阳能热量的储存与应用。结合这些主要特点,制定相应的控制策略,最终将其用单片机实现。在控制器的开发过程中,首先根据控制策略进行各种芯片的选型,主要包括单片机,模数转换器,时钟芯片等,在芯片确定的前提下,绘制电路原理图并制成电路板,最终编写程序实现各主要功能。本控制器具有以下几个主要功能模块:时钟模块,显示模块,通讯模块,模数转换模块,按键模块等。控制器开发完成,将其应用于实际工程中,以便通过实践检测其使用效果。为了日后分析控制器的实际使用效果,在控制器运行过程中,现场还放有一台PC机,以便将控制器采集的数据储存起来。 总体来说,通过实际检测,控制器在运行过程中是非常安全可靠的,并且节约了一定的能源,同时,控制器还设计有无线通讯功能,技术较新颖。此控制器便于系列化生产,投入使用后必定会带来一些社会价值。 【关键词】：太阳能采暖 传感器 单片机 控制器
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TU832.15
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 目录5-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 我国采暖期太阳能资源情况7-8
• 1.2 太阳能采暖系统概述8-9
• 1.3 太阳能采暖系统的特点9-10
• 1.4 论文选题、研究意义、研究思路和技术方法10-11
• 第二章 传感器11-17
• 2.1 传感器的定义与组成11-12
• 2.1.1 传感器的定义11-12
• 2.1.2 传感器的组成12
• 2.2 信号的处理12-14
• 2.2.1 特性补偿13
• 2.2.2 运算处理13-14
• 2.3 热电阻温度传感器14-15
• 2.4 热电阻温度传感器测温原理15-17
• 第三章 单片机17-23
• 3.1 单片机的特点17
• 3.2 MCS-51 单片机的基本组成17-19
• 3.3 MCS-51 单片机的管脚19-21
• 3.3.1 电源及时钟引脚19-20
• 3.3.2 控制引脚20-21
• 3.3.3 I/O 口引脚21
• 3.4 控制器所用的单片机21-23
• 第四章 太阳能采暖系统控制器的研发23-65
• 4.1 太阳能采暖系统运行控制分析23-24
• 4.2 控制系统的总体方案24-26
• 4.3 控制器的开发26-61
• 4.3.1 电路设计软件Protel 995E26-29
• 4.3.2 控制器的硬件设计29-46
• 4.3.3 控制器软件部分开发46-61
• 4.4 控制器的调试61-62
• 4.5 控制器性能参数62-63
• 4.6 电磁加热器与其实验63-65
• 第五章 控制器运行状况分析65-73
• 第六章 结论与展望73-75
• 5.1 结论73-74
• 5.2 展望74-75
• 参考文献75-77
• 发表论文和参加科研情况说明77-78
• 致谢78

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