1。2 国内外发展现状

1。3 本论文的主要工作

本次设计以上位机和单片机作为控制器对整个系统进行控制。通过软件编程使上位机监测各台单片机，通过单片机来实现水温水位自动控制功能，采用DS18B20温度传感器来检测温度，水位检测采用放电阻在不同等份的位置，设置5个点的位置进行信息采集。显示部分采用LCD液晶屏。此系统还有根据使用热水情况进行计费显示的功能。

课题将在以下几个方面进行着重介绍：

(1)在太阳能中央热水系统下，采用AT89S52单片机实现水温水位的自动控制，辅加热以及水流量计费显示的功能。

(2)采用计算机为上位机，对单片机进行监测，一旦监测到故障就发出报警信号。

   （3）通过软件编程，实现对水温水位的自动控制，使显示屏上显示水温水位和用水费用，还有上位机对下位机的实时监测。

2 系统总体方案设计

2。1 系统的应用背景介绍

    本系统是针对学生宿舍楼所做的太阳能热水器设计，因此对学生宿舍楼上的太阳能热水器的安装，以及宿舍内冷热水管的安放也很重要。本设计是在太阳能中央热水系统下的软件及硬件设置，对外部设施做一个简单的介绍。文献综述

太阳能中央热水系统大体可以包括太阳能集热器、用来存储水的箱还有单片机为主的控制电路三大部分。集热器与储水箱可以安装在不同的位置，但要让整体看起来舒服、大方。集热器大都安装在楼顶，既能够充分吸收光照，又可以与房屋整体相结合，达到建筑一体化的效果。储水箱的摆放根据室内空间的设计，本次设计中是摆放在宿舍内的洗漱间。经过以上设计太阳能热水器将吸收到的能量转换成热能，热水经过热水管进入水箱，当阳光充足水箱内的温度比较高时，调节释放冷水管里的冷水来达到设定温度。当阳光不充足，热水管里的温度没有达到设定值时，关闭冷水阀门，启用辅加热功能。宿舍里的洗漱室内冷热水管就用上下平行的摆放方式，热水管置于冷水管的上方。整个系统实现闭合循环功能，不但可以预防水管冻裂而且无需手动控制，使用方便。单片机控制水温水位自动的部分，是整个太阳能控制系统的核心[4]。

2。2 系统方案确定

2。2。1 总体方案设计

    本论文设计上、下位机太阳能热水器自动控制系统，来达到满足学生使用的多种功能。其中，上位机采用的是计算机，下位机采用的则是51系列型号的单片机。下位机控制器需要完成符合设定的以下功能：能够独立的完成检测和控制，通过键盘设置和显示器的使用，实现水温水位以及水流量的检测、显示以及报警等功能，满足系统的基本功能。下位机控制器选用的是Atmel公司生产研发的AT89S52型号单片机[5]，整个系统包括一台计算机与多个单片机之间的通信模块、水温水位水流量的数据采集与处理模块、输出控制模块和键盘显示模块等。数据采集与处理模块完成的结果送给数据存储器或者传送给计算机，由计算机进行存储和管理[6]。上位机与下位机的通信部分采用的是RS-485通讯接口总线[7]，由计算机作为主机控制各个从机，AT89S52单片机作为被监控对象采用MAX485来:自[优.尔]论,文-网www.youerw.com +QQ752018766-

芯片将TTL电平转换为RS-485电平形成收发数据的系统。数据传输则通过双绞线，最终实现单片机和上位机（计算机）的通信。

本系统中上位机与多个下位机的大致硬件原理框图如图2-1所示。单片机控制器主要由水温水位信息采集、水流量检测、电磁继电器控制加热上水、键盘显示等电路组成