毕业设计开题报告

电子信息工程

太阳能热水器水位控制电路设计

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

随着现代科技的发展，人们对于能源的利用率越来越高，太阳能就是其中最无偿且最环保的一种，怎么样合理、高效、最大范围地利用太阳能已经成为21世纪最炙手可热的研究之一。太阳能热水器是其中应用范围最广的一种途径。但随着太阳能热水器的迅速推广，太阳能热水器环保、省电、安全等优势深受消费者喜爱，广大消费者对太阳能热水器特别是太阳能热水器控制系统的要求也越来越高了，很多国内外太阳能热水器商家为了使自己的产品能在市场上有一席之地，在不断提高太阳能热水器性能的同时，也不断加大力度满足消费者对于太阳能使用方便的要求，于是太阳能热水器的智能化程度也一年比一年高。但是大部分太阳能热水器还是存在着使用不便和小毛病多等问题，归根到底还是技术水平低同时厂家为了以低成本创造高效益的目的下造成的。

目前，我国已经成为世界上最大的热水器生产国年产量差不多是全世界其他地方生产的总和，而现在太阳能热水器在全部热水器生产数量上占据半壁江山，并且增长速度非常迅猛，因为电热水器以节能、安全、无污染、卫生等优势迅速在世界各地普及和应用在各个家庭和单位[2]。近几年来，我国太阳能热水器的技术也突飞猛进，“真空集热管”在世界上已经处于领先地位，所以成为政府大力提倡使用的产品之一。但我国的太阳能热水器控制器水平一直不高，尚且处于研究和开发阶段。这种太阳能热水器只有温度和液位的显示功能且误差很大，当天气原因导致光不足时就会给用户带来很大的不便，既而浪费大量的电能[3]。

正是因为现在太阳能热水器存在着那么多问题，而太阳能热水器又是生活中需要用到的，所以我觉得在这方面如果能设计出更廉价、更耐用、更安全的太阳能热水器的水位控制系统将是一件很有意义的事[5]。

国内外研究动态

我国在太阳能热水器的发展迅猛，已经一跃成为太阳热水器第一生产大国，但现状是我国很多企业生产的太阳热水器仍然有着功能单一、数字化低、智能化低的不足[6]。近几年来，市场上陆续出现了一些太阳能热水器监测系统的性能不稳定：比如检测误差

[1]

大、显示器乱码，还有的与电辅助加热装置不能很好配合和太阳能利用率较低等问题，严重影响了用户的日常使用也从而影响到太阳热水器的销售业绩惨淡[7]。所以我认为太阳热水器，有着广阔的发展前景，一款好的监测系统能让整个太阳热水器提高不止一个档次，让企业乐开了花，也给百姓生活带去了方便，是一种双赢的研究。因此，在太阳能热水器水位监测水温检测方面的研究发，应引起足够重视，加大投入一定力量研究开发高质量、性能好的测控产品[8]。

国外研究动态

在西方，尤其是美国、德国、以色列这些国家在太阳能热水器方面的研发一直比较活跃。以美国欧沃斯利诺依斯公司的发明的全玻璃真空管太阳集热器最为普及，使用了高真空技术，使集热器的热损失比普通平板式太阳能集热器的热损失降低了一大块（该集热器选择性吸收涂层的吸收阳光的效率83%）。另一方面还设计专门开发了用于太阳能热水器的先进的应用软件，从而使太阳能热水器技术水平领先我国不少[9]。

本设计追随国际潮流并且经济、科学，是针对上面所述问题设计的温度控制系统，由AT89S52单片机和一些外围设备[10]，充分运用软件和硬件结合的方法实现了当前水位高度显示、水箱温度显示，以及当水位下降到最低刻度线时自动上水三种主要功能，很好的解决了一些太阳能热水器的通病。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

（一）基本内容

1、比较与论证太阳能热水器水位控制电路系统总体方案。 2、熟悉各种传感器、51、52单片机的工作原理和特点。 3、实现太阳能热水器水位控制电路的原理图设计。 （二）拟解决主要问题

1、如何实保证在没水时自动的加水。 2、如何在加满水后，自动的关闭水输入。 三、研究步骤、方法及措施：

首先查找资料，总体方案论证，做好开题报告。 再根据选取的元器件画出原路图和电路图。 最后设计软件部分。 四、参考文献

[1]张杰等.单片机在控制系统中的应用[M].机械工程出版社，2005

[2]公茂法等.单片机人机接口实例集[M].航空航天大学出版社，1998.7

[3]王幸之等.AT89系列单片机原理与接口技术[M].航空航天大学出版社，2004.5 [4]石玉坤.太阳能热水器水位传感器的选择与设计[J].电子报，2004.4 [5]康华光.电子技术基础(模拟部分) [M].高等教育出版社，2004.2.

[6]曹琳琳，曹巧媛.单片机原理及接口技术[M].国防科技大学出版社, 2000. [7]蔡美琴，单片机原理与应用[M].电子工业出版社，2007

[8]臧春华.综合电子系统设计与实践[M].北京航空航天大学出版社，2009.11 [9]周荷琴，吴秀清.微型计算机原理[M].中国科学技术大学出版社，2004.6 [10]袁小平，陈跃.一种智能型太阳能热水器控制器的研制[J].江苏煤炭.，2007.7