无线室温采集系统的设计与实现

发布时间：2017-06-27 08:25

  本文关键词：无线室温采集系统的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科学的进步和人民生活水平的提高,人们对居住环境的舒适度、便捷性要求越来越高,对节能环保的意识越来越强。在传统的供热、供冷系统中室内温度由供热或供冷公司集中控制,由于用户所处管道位置的不同、居住房屋条件的不同,和不同用户对温度的感知不同,进而造成对环境舒适度的感受不同,同片区域或一条管线的单一调节不能满足各种用户的不同需要。同样集中供暖或供冷,不同的用户家中还是会有不同的温度。这种冷热不匀不但会引起用户和供热、供冷公司的纠纷,还不利于能源的节约。人工入户逐个采集用户室内温度信息,调节阀门以控制室内温度,不但工作强度大,且入户难,信息采集成功率低。集中供热、供冷公司不能实时了解用户的室内温度信息,不利于整个系统温度的精确调度,降低了公司效益,造成了能源浪费。本课题研究的无线室温采集系统,主要有无线温控器、无线集中器和上位机三部分组成,用以控制阀门和风机的运行状态以实现室温的智能控制。无线温控器放置在用户室内,用以采集室内温度和实现用户不同需求的设置。无线温控器通过LoRa(LongRange)与无线集中器进行通讯,另外温控器还预留了一路有线MBUS通讯,用于温控器同其它有线设备间的通讯。无线集中器放置在温度控制中心,通过RS232与上位机连接,无线集中器用于上位机和系统内温控器的通讯。无线温控器内设有制热、制冷模式,可用于供热和供冷2种系统中。无线温控器具有的预约功能和定时功能,可灵活实现用户的温度分段控制。大液晶显示和5个控制按键,提供更方便、快捷的人机交换界面。上位机用以实现对温控器信息的实时读取,并可实现对温控器的控制,在上位机控制界面中包括读取数据共有28项功能,满足不同情况的应用。在上位机的控制界面中有对返回数据的分析,温控器的现状和设置情况可清楚地显示在界面上。当上位机对温控器进行控制时,控制成功后会在控制界面的接受框内返回数据,分析框内对返回数据进行分析,就可直观的看出设置是否成功。上位机的操作界面简单明了,且在上位机上保留原始数据,方便用户查询。对本设计中对开、关阀门、风机,预约功能,定时功能等各项功能进行了测试,测试结果都可满足设计要求。本设计温控器中有2块线路板,对线路板分别进行了雷击浪涌实验,电源共模、差模实验,高低温通讯实验,开关电源电压调整率实验等各种测试,且所有测试结果全部符合标准。
【关键词】：供热平衡 无线温控器 LoRa 节约能源
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274.2
【目录】：

• 中文摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 绪论12-14
• 1.1 论文研究背景及意义12-13
• 1.2 论文研究内容及组织结构13-14
• 第2章 无线室温采集系统的总体设计14-20
• 2.1 系统总体框图14
• 2.2 LoRa简介14-15
• 2.3 系统功能概述15-20
• 2.3.1 无线温控器功能15-17
• 2.3.2 无线集中器功能17-18
• 2.3.3 上位机功能18-20
• 第3章 系统硬件设计20-35
• 3.1 系统硬件组成部分及框图20
• 3.2 单片机外围电路设计20-23
• 3.3 通讯电路23-26
• 3.3.1 有线MBUS通讯23-25
• 3.3.2 无线LoRa通讯25-26
• 3.4 测温电路26-27
• 3.5 电源电路27-29
• 3.6 风机、阀门控制电路29-31
• 3.7 报警电路31-32
• 3.8 按键电路32-33
• 3.9 本章小结33-35
• 第4章 系统软件设计35-43
• 4.1 软件开发环境35-36
• 4.2 温控器总体流程图36-37
• 4.3 各模块软件说明说明37-42
• 4.3.1 初始化程序37-38
• 4.3.2 通讯子程序38-39
• 4.3.3 测温子程序39-40
• 4.3.4 风机、阀门控制程序40-41
• 4.3.5 按键子程序41-42
• 4.4 本章小结42-43
• 第5章 PCB设计及系统测试43-54
• 5.1 PCB设计43-46
• 5.1.1 显示板设计43
• 5.1.2 电源板设计43-46
• 5.2 测试46-53
• 5.2.1 开关电源测试46-47
• 5.2.2 有线MBUS通讯测试47-49
• 5.2.3 无线通讯测试49-51
• 5.2.4 整体功能测试51-53
• 5.3 本章小结53-54
• 第6章 总结与展望54-56
• 6.1 本文总结54-55
• 6.2 工作展望55-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 攻读学位期间发表的学术论文和参加科研情况60-61
• 附件61

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