基于单片机的太阳能热水器智能控制系统设计开题报告

XXXXXXX学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名：XXXX学号：XXX专业：电气工程及其自动化设计(论文)题目：基于单片机的太阳能热水器智能控制系统设计指导教师:XXX20XX年X月XX日精品文档你我共享AAAAAA毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述摘要在资源紧张，环境污染的大背景下,太阳能热水器与传统的燃气热水器和电热水器相比有着无可取代的优势，而太阳能热水器的控制系统受技术等方面的限制而有着局限。本课题是以51系列单片机为核心，并采用12864液晶显示模块，热电偶温度采集模块，4×4行列式键盘，水位采集模块等数控原件，完成整个热水器的智能控制系统的设计。关键词太阳能热水器单片机控制系统1选题背景与意义1.1背景随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因逐渐为人所认识，“低碳经济”这一概念开始进入人们的视野。人们在大力发展太阳能产业。能源问题将更为突出：①从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到2020年，天然气也只能延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能持续二三百年。②环境污染③温室效应引起全球气候变化。因此，人类在解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能具有：①储量的“无限性”太阳能每秒钟放射的能量大约是23106.1KW，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约13101.892千亿吨。②太阳能对于地球上的绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。③开发利用时几乎不产生任何污染。鉴于此，太阳能必将在世界能源结构转换中担纲重任，成为理想的替代能源。在世界范围内，太阳能热水器技术已经很成熟，并已形成行业，正在以优良的性能不断的冲击电热水器市场和燃气热水器市场。2000年太阳能热水器取代47000套家用电热水器；2000年日本太阳能热水器的拥有量将翻一番；以色列更是明文规定，所有新建房屋必须配备太阳能热水器。目前，我国是世界上太阳能热水器生产量和销售量最大的精品文档你我共享AAAAAA国家。1.2意义能源问题与安全问题是现代社会各界普遍关注的焦点之一。目前市场上存在三种样式的热水器：电热水器、燃气热水器和太阳能热水器。近年来，在一氧化碳中毒事故中，由燃气热水器造成的约占1/3；电热水器的大规模用电，并不能给人们的正常生活带来便利，作为后来者的太阳能热水器，因其安全性好、节能、绿色环保等优点，近几年呈现出爆发式的发展趋势。选择太阳能热水器这个课题，可以让我更好的认知可持续发展问题，看清目前的能源现状，以及各国在节能能源上的措施，在太阳能革新上运用的新技术。此外，太阳能热水器已经走进千家万户，控制系统是太阳能的核心，可以尽可能做到节能环保，作这样一个设计，不仅可以考察自己大学四年的专业课的理论与动手实践能力，产品也具有一定的市场前景。2太阳能热水器的应用前景及技术发展2.1应用前景现在太阳能热水器技术成熟，对于太阳能的利用率较高，节省能源损耗，并且以其绿色环保，安全等优异性能，受到了人们的欢迎，尤其是带辅助电加热功能的太阳能热水器，它以太阳能为主，电能为辅的能源利用方式，使太阳能热水器能全年全天候使用，更是被越来越多的人所接受。2.2技术发展我国对太阳能利用研究的历史可追溯到1958年，而在上世纪70年代末起，我国加大研发与生产太阳能集热器。1979年前后我国有些单位迎头研发全玻璃真空管集热器。清华大学在世界上开创用单个铝阴极通过磁控溅射制备红外低发射率低层、铝—氮化铝吸收太阳光的陶瓷薄膜和淡化铝减反膜三个部分。使用真空管的集热器可在严寒、低太阳辐射下利用，很适合多种气候。到了2001年到2006年太阳能热利用产业快速发展。真空管型，硼硅玻璃，吸气剂生产量均占世界前列，并形成配套的产业链。然而，目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单一、操作复杂、控制不精品文档你我共享AAAAAA方便等问题，很多控制器具有温度和水位显示功能，却不具有温度控制功能，致使热水器阴天的时候不能方便使用。即使热水器具有辅助加热功能，也可能由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费电能。3本课题设计内容3.1设计工具度采集模块，4×4行列式键盘，水位采集模块，1302时钟模块，电加热模块，以及电热温度参数设置模块。3.2设计目标本课题设计的基于单片机的太阳能热水器在软件程序的控制下完成时间、温度和水位的实时显示功能，并能完成时间设定、温度设定等功能，具体实现的功能目标为：（1）显示水温和水位，电加热水温可任意设定；（2）显示时间，可通过键盘设置时间参数；（3）设置温度参数本设计采用MSC-51系列单片机作为中央处理器，采用12864液晶显示模块，热电偶温后，自动控制电辅助设备加热。3.3系统设计本设计以MSC-51系列单片机作为中央处理器，采用由4×4行列键盘输入加热时间，水温设置等要求，利用温度采集模块和水温采集模块进行对热水器中的水位和水温的信息采集，这些信息经由数据处理模块处理后，一旦水温打不到预设的水温要求是便会启用电加热模块，对水进行加热，并将水温显示在显示模块上，而当水温达到设置要求时便会触发报警模块，并同时停止加热。而如果在这个过程中水位没有达到预设时的要求时热水器也会进行注水，直至预设时的水位后停止注水。3.4系统流程图精品文档你我共享AAAAAA键盘输入模块数据处理模块MSC-51系列单片机12864显示模块1302时钟模块报警模块电加热模块温度采集模块水位采集模块精品文档你我共享AAAAAA参考文献[1]李念强，单片机原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2007[2]孙育才，MCS-51系列单片机微型计算机及其应用[M].4版。南京：东南大学出版社，1997[3]张涛，王金岗，单片机原理与接口技术[M].北京：冶金工业出版社，2007[4]阎石，数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1997[5]周润景，袁伟亭，景晓松，Proteus在MCS-51&ARM7系统中的应用百例[M].电子工业出版社，2006[6]王长胤，文军，单片机原理及应用[M].武汉：武汉大学出版社，1993[7]殷为民，太阳能水温水位仪[J].家用电子，1999（1）：37-38[8]徐龙坤，辅助加热式太阳能热水器[J].家用电器，1997（2）：9-10[9]王俊杰，基于89C51单片机的太阳能热水器只能控制器的设计[J].郑州轻工业学院学报：自然科学版，2005（8）：67-68[10]张振荣，晋明武，王投平，MCS-51单片机原理及实用技术[M].北京：人民邮电出版社，2000：64-120[11]戴佳，戴卫恒，51单片机C语言应用程序设计实例精讲[M].北京：电子工业出版社，2006[12]李广第，单片机基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2001[13]宫亚梅，基于Proteus和Keil的单片机课程设计[J].济南职业学院学报，2008（5）[14]张小娟，Mechanical&ElectricalEngineeringTechnology.机电工程技术，2009（3）[15]DreamtechSoftwareTeam,ProgrammingforEmbeddedSystems-CrackingtheCode,HungryMinds[J].2002.4精品文档你我共享AAAAAA毕业设计（论文）开题报告２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：（1）要研究的问题基于单片机的太阳能热水器在软件程序的控制下如何完成时间、温度和水位的实时显示功能，并能完成时间设定、温度设定等功能。（2）拟采用的研究手段硬件设计：太阳能热水器控制系统的主体部分为51系列单片机芯片，其外围电路由键盘输入模块、显示模块、热电偶温度采集模块、水位采集模块、1302时钟模块、电加热模块、以及电热温度参数设置模块构成。单片机部分主要用于控制和处理各功能模块的工作，实现时间设定、水位显示、加热等功能。软件设计：太阳能热水器控制系统的最大特点是所有功能模块均由软件控制以完成各自功能。本系统包括主程序模块、键盘扫描模块、显示模块、温度水位采集、时钟模块、电加热模块等模块。精品文档你我共享AAAAAA毕业设计（论文）开题报告指导教师意见：1．对“文献综述”的评语：2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师：年月日所在专业审查意见：负责人：年月日精品文档你我共享AAAAAA出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。臣不胜受恩感激。今当远离，临表涕零，不知所言。