网络环境下太阳能热水器远程智能控制系统设计研究
发布时间：2021-12-10 23:40
目前,科学技术对人们生活水平的影响下,智能家居逐渐被人们所接受,许多科技企业也不断进入智能家居的领域,逐渐形成了智能家居开放平台。与此同时,太阳能等低碳环保能源受到关注。太阳能热水器被广泛推广。针对目前市场上太阳能热水器功能单一、操作复杂的现状,本文基于网络环境、物联网技术、网络通信技术等,设计了新型的太阳能热水器远程控制系统,在实际应用中具有一定的推广价值。
【文章来源】：自动化技术与应用. 2018,37(11)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
网络控制器架构
|TechniquesofAutomation&Applications148《自动化技术与应用》2018年第37卷第11期行业应用与交流IndustrialApplicationsandCommunications相关性能参数见表1。图2传感器模块电路原理表1传感器相关性能参数在该系统研究设计中,选用DS18B20传感器作为水温检测模块,该传感器属于数字温度传感器,测量范围比较广泛而且精度高,可以并联在总线上,最终实现多点测温。该传感器的掉电保护功能和负压特性进一步提高了系统的安全性。DS18B20传感器供电方式包括寄生电源供电和外部供电,寄生电源由单总线通过VDD引脚,所以VDD需要接地,这是DS18B20可以通过总线来获得能量并且存储在电容中,当总线的电平较低时,就会释放能量供器件使用[4]。DS18B20的单线通信是分时完成的,有严格的时序,根据规定,大致可以分为以下四步:(1)复位初始化,进入低功耗状态(2)发送ROM指令:读指令,选择定位指令,跳过检测指令、查询指令、报警指令。(3)发送存储器指令:写入指令、写出指令、复制指令、转换指令、回调指令。(4)进行数据通信。4.2.2水量检测模块控制系统的水量检测模块主要运用水位传感器,该设计选用电极式水位传感器,与水有五个金属触点,利用水的导电性对水位进行检测。电极式水位传感器外罩是不锈钢材质,表面开孔,保持内部能够与水充分接触。内部由金属电极与橡胶管进行连接。在五个电极之间与顶端的橡胶管内有五个电阻,引出两条接线VCC与测量端口,在使用时需要在测量端口A0串联一个10K的下位电阻,形成分压电路[5]。如图3所示。当太阳能热水器的内部水位逐渐上升时,会对五个电极依次淹没,从而对相应的电阻进行短路,改变电气回路的状态。ArduinoLeonardo的模拟输入A0-A5口为ADC引脚,分辨率为10位,输出数值为0-1023,默认输入电压为5V。在实际
噶睢⒉檠?噶睢⒈ň?噶睢?(3)发送存储器指令:写入指令、写出指令、复制指令、转换指令、回调指令。(4)进行数据通信。4.2.2水量检测模块控制系统的水量检测模块主要运用水位传感器,该设计选用电极式水位传感器,与水有五个金属触点,利用水的导电性对水位进行检测。电极式水位传感器外罩是不锈钢材质,表面开孔,保持内部能够与水充分接触。内部由金属电极与橡胶管进行连接。在五个电极之间与顶端的橡胶管内有五个电阻,引出两条接线VCC与测量端口,在使用时需要在测量端口A0串联一个10K的下位电阻,形成分压电路[5]。如图3所示。当太阳能热水器的内部水位逐渐上升时,会对五个电极依次淹没,从而对相应的电阻进行短路,改变电气回路的状态。ArduinoLeonardo的模拟输入A0-A5口为ADC引脚,分辨率为10位,输出数值为0-1023,默认输入电压为5V。在实际测量时,输入值分别在143、200、252、336、503左右,与理论值之间相差并不大,为了使精准度进一步提高,需要适当的增大输入值的区间。水量的检测可以通过if条件函数进行实现,将模拟量转化为数字量,然后对相应的水量百分比进行判断,在实际检测中通过监视器对其监控。图3电极式水位传感器接线4.3执行器模块网络环境下太阳能热水器控制系统执行器模块主要是通过继电器来实现上水与加热,其原理如图4所示。继电器主要由触点和线圈组成,在驱动回路中,三极管的基极B接到ArduinoLeonardo的数字口,主要对继电器的通断电进行控制,在继电器的线圈两端需要并接一个二极管IN4148,用于对反向电动势进行吸收,防止反向电动势击穿三极管而对其他电路造成干扰。ArduinoLeonardo数字口D2和D3分别连接控制上水和加热的开关,D4和D6控制继电器的通断。上水操作运用电磁阀来对水流的通断进行控制。加热操作采用电
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能热水器自动控制系统的设计[J]. 刘新. 电子技术与软件工程. 2018(01)
[2]太阳能热水器控制系统的设计[J]. 郝向东. 山西师范大学学报(自然科学版). 2016(01)
[3]物联网家用太阳能热水控制系统的设计[J]. 周伯俊,姜平. 现代电子技术. 2015(22)
[4]基于模糊神经网络的太阳能热水器控制系统设计[J]. 周晓彬,曾励. 机械工程与自动化. 2014(06)
[5]太阳能热水器控制电路的设计[J]. 杨永刚. 产业与科技论坛. 2012(14)
[6]基于EDA的太阳能热水器控制系统设计[J]. 刘晓利. 邢台职业技术学院学报. 2011(01)
[7]基于AT89S52单片机的太阳能热水器控制系统设计[J]. 张榜英. 吉首大学学报(自然科学版). 2010(02)
本文编号：3533603
【文章来源】：自动化技术与应用. 2018,37(11)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
网络控制器架构
|TechniquesofAutomation&Applications148《自动化技术与应用》2018年第37卷第11期行业应用与交流IndustrialApplicationsandCommunications相关性能参数见表1。图2传感器模块电路原理表1传感器相关性能参数在该系统研究设计中,选用DS18B20传感器作为水温检测模块,该传感器属于数字温度传感器,测量范围比较广泛而且精度高,可以并联在总线上,最终实现多点测温。该传感器的掉电保护功能和负压特性进一步提高了系统的安全性。DS18B20传感器供电方式包括寄生电源供电和外部供电,寄生电源由单总线通过VDD引脚,所以VDD需要接地,这是DS18B20可以通过总线来获得能量并且存储在电容中,当总线的电平较低时,就会释放能量供器件使用[4]。DS18B20的单线通信是分时完成的,有严格的时序,根据规定,大致可以分为以下四步:(1)复位初始化,进入低功耗状态(2)发送ROM指令:读指令,选择定位指令,跳过检测指令、查询指令、报警指令。(3)发送存储器指令:写入指令、写出指令、复制指令、转换指令、回调指令。(4)进行数据通信。4.2.2水量检测模块控制系统的水量检测模块主要运用水位传感器,该设计选用电极式水位传感器,与水有五个金属触点,利用水的导电性对水位进行检测。电极式水位传感器外罩是不锈钢材质,表面开孔,保持内部能够与水充分接触。内部由金属电极与橡胶管进行连接。在五个电极之间与顶端的橡胶管内有五个电阻,引出两条接线VCC与测量端口,在使用时需要在测量端口A0串联一个10K的下位电阻,形成分压电路[5]。如图3所示。当太阳能热水器的内部水位逐渐上升时,会对五个电极依次淹没,从而对相应的电阻进行短路,改变电气回路的状态。ArduinoLeonardo的模拟输入A0-A5口为ADC引脚,分辨率为10位,输出数值为0-1023,默认输入电压为5V。在实际
噶睢⒉檠?噶睢⒈ň?噶睢?(3)发送存储器指令:写入指令、写出指令、复制指令、转换指令、回调指令。(4)进行数据通信。4.2.2水量检测模块控制系统的水量检测模块主要运用水位传感器,该设计选用电极式水位传感器,与水有五个金属触点,利用水的导电性对水位进行检测。电极式水位传感器外罩是不锈钢材质,表面开孔,保持内部能够与水充分接触。内部由金属电极与橡胶管进行连接。在五个电极之间与顶端的橡胶管内有五个电阻,引出两条接线VCC与测量端口,在使用时需要在测量端口A0串联一个10K的下位电阻,形成分压电路[5]。如图3所示。当太阳能热水器的内部水位逐渐上升时,会对五个电极依次淹没,从而对相应的电阻进行短路,改变电气回路的状态。ArduinoLeonardo的模拟输入A0-A5口为ADC引脚,分辨率为10位,输出数值为0-1023,默认输入电压为5V。在实际测量时,输入值分别在143、200、252、336、503左右,与理论值之间相差并不大,为了使精准度进一步提高,需要适当的增大输入值的区间。水量的检测可以通过if条件函数进行实现,将模拟量转化为数字量,然后对相应的水量百分比进行判断,在实际检测中通过监视器对其监控。图3电极式水位传感器接线4.3执行器模块网络环境下太阳能热水器控制系统执行器模块主要是通过继电器来实现上水与加热,其原理如图4所示。继电器主要由触点和线圈组成,在驱动回路中,三极管的基极B接到ArduinoLeonardo的数字口,主要对继电器的通断电进行控制,在继电器的线圈两端需要并接一个二极管IN4148,用于对反向电动势进行吸收,防止反向电动势击穿三极管而对其他电路造成干扰。ArduinoLeonardo数字口D2和D3分别连接控制上水和加热的开关,D4和D6控制继电器的通断。上水操作运用电磁阀来对水流的通断进行控制。加热操作采用电
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能热水器自动控制系统的设计[J]. 刘新. 电子技术与软件工程. 2018(01)
[2]太阳能热水器控制系统的设计[J]. 郝向东. 山西师范大学学报(自然科学版). 2016(01)
[3]物联网家用太阳能热水控制系统的设计[J]. 周伯俊,姜平. 现代电子技术. 2015(22)
[4]基于模糊神经网络的太阳能热水器控制系统设计[J]. 周晓彬,曾励. 机械工程与自动化. 2014(06)
[5]太阳能热水器控制电路的设计[J]. 杨永刚. 产业与科技论坛. 2012(14)
[6]基于EDA的太阳能热水器控制系统设计[J]. 刘晓利. 邢台职业技术学院学报. 2011(01)
[7]基于AT89S52单片机的太阳能热水器控制系统设计[J]. 张榜英. 吉首大学学报(自然科学版). 2010(02)
本文编号：3533603
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