太阳能热水器无线数据采集系统设计.docVIP

  太阳能热水器无线数据采集系统设计 杨顺，刘丽慧* （辽宁工程技术大学电子与信息工程学院，辽宁 葫芦岛 125105） 5 10 15 20 摘要：本文在给出太阳能水位水温无线传感器模块的功能设计和系统框图的基础上，以 STC89C51RC 单片机为核心，设计了太阳能热水器无线数据采集系统。在本设计中，给出 了各部分的电路连接，分析了其设计原理和实现方法。采用单总线 DS18B20 数字温度传感 器测量水温，采用电极式水位传感器测量水位，采用以无线收发芯片 nRF401 为核心的无线 通信模块进行数据的传输。系统具有简洁、安全、可靠的优点，可广泛用于数字式太阳能产 品应用中。 关键词：STC89C51RC 单片机；水温传感器；水位传感器；无线通信；数据采集 中图分类号：TP273 Design on wireless data acquisition for Solar Water heater Yang Shun, Liu Lihui (College of Electric and Information Engineering,Liaoning Technical University,Liaoning HuLuDao 125105) Abstract: The paper, based on the function design and the system block diagram of the solar energy water level and water temperature sensor module, employs STC89C51RC single chip microcomputer as the core，Presents a wireless data acquisition solution for solar water heater system.. Parts of the circuit connection is given and analysis is made on principle and method. In this design, one wire digital temperature sensor DS18B20 is used to measure temperature, electrode type water level sensor for water level, and wireless communication transceiver nRF401 25 for wireless data transmitting.The system is simple, safe, reliable, and can be widely used in digital products in the application of solar energy. Key words: STC89C51RC single chip microcomputer; water temperature sensor; water level sensor; wireless communication ; data acquisition  30 35 40  0 引言 太阳能热水器利用集热管将太阳能转换成水箱中水的热能，它是一种完全环保、节能的 热水器装置，因此在全球范围内得到了广泛的使用，深受城乡人民欢迎；最简单的太阳能热 水器是没有水位、水温监测和显示装置的，使用起来有很多不便利之处；目前，市场上几乎 所有的热水器都已经安装了水位水温监测装置，有的甚至设计成了水位、水温监测及全自动 上水控制的形式；这种水位、水温监测及控制装置的共同特征是：水箱上的传感器与用户端 的监测控制器通过信号电缆连接[1]，该方式的优点是传感器部分的电路和线路比较简单，成 本比较低廉；但这种有线连接传感器的方式也存在很多缺陷，具体表现为： （1）为了减少传输信号线的数量，传统水位、水温传感器采用了模拟技术加有线传输 的方式，导致检测参数的精度不高； （2）连接水箱传感器的线缆容易受到雷电的强烈影响，导致相连接的电子器件损坏； （3）传感器安装需要辨别线缆顺序，在传感器维修、更换时因没有接线资料带来不便； (4) 太阳能水箱端一般没有电源提供，无法安装有源部件。 本文针对当前的太阳能热水器水位水温传感器存在的缺陷，设计了太阳能水位水温无线 作者简介：杨顺（1965-），男，副教授，研究方向：无线通信、单片机与嵌入式、智能电子设备. ys001@163.com -1- 传感器模块，有效的解决和完善了当前水位水温传感器的缺陷[2]。   45  1 系统设