优质毕业设计太阳能热水器自动上水控制新版系统标准设计.doc

第一章 选题背景1.1 课题设计背景传感器技术、数字电子技术和自动控制技术在生产过程、科学研究、现实生活应用、医疗卫生、环境保护事业及其她各个领域应用十分广泛。传感器技术、控制逻辑电路设计及门电路芯片选择是感应自动控制设计关键步骤，系统设计应满足环境保护、实用及课题要求总体技术方案。这种专用感应控制装置设计能够提升专业知识利用能力，促进科技向生活转化及环境保护事业发展，对提升生活质量相关键作用。数字逻辑电路控制器使近十几年来发展起来一个新型控制电路，含有功效齐全、控制简单、抗干扰能力强，价格廉价、重量轻、耗电省等优点。伴随太阳能热水器推广普及，在没有自来水地方，怎样使用水泵自动启停抽水并确保连续供水是一个现实问题。因为太阳能热水器注水箱大多安装在房顶上，是否缺水不易观察，假如使用自动水位控制装置来控制水泵工作，就能够很好处理这个问题，给广大用户带来方便。1.2 设计内容和要求1.2.1 内容 1、利用电导式传感器三个电极设计一个太阳能热水器水位报警器。2、当水位处于高水位和底水位之间时，高水位和底水位指示灯全部处于熄灭状态。3、当水位低于低水位时，电源导通，低水位指示灯点亮，微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路工作。随之扬声器发出报警声，通知主人水箱水已经空，单片机系统自动控制流向电磁阀往水箱注水。4、当水位高于高水位时，高水位指示灯导通微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路，随之扬声器报警，通知主人水箱水已经注满，单片机系统自动控制控制阀断电，停止往水箱注水。依据以上要求，该水位传感器报警器系统电路大致设计为下图1-1 ：图1-1 水位传感器控制原理图1.2.2要求1、当水位报警器接通电源时，主电路有对应电源指示灯点亮，指示电源正常。2、当太阳能热水器水箱缺水，电路能发出光报警，单片机系统控制电磁阀向水箱中送水。3、当水箱中水上升到需要高度时，电路发出光报警，单片机系统控制电磁阀断电，停止向水箱中送水。图1-2 电磁阀控制原理图注：1为水箱 2为套管3为滑竿4为浮球5为接触开关6为电磁阀7为通水孔8为连接支架1.3课题设计意义单片机用于提升机监控系统中,经过对提升机运行速度、加速度和控制线路中继电器等元器件进行在线检测,以确保提升系统安全,还能够依据负荷改变,自动控制电阻切除,从而使开启平衡,降低对机械系统冲击;从而延长太阳能使用寿命。 鉴于以上种种，本课题关键研究怎样对水位怎样进行有效监控方法，以期能够对处理部分生活中水位监测提供一个思绪。在现实中人天天进行上下水要花费大量时间，还有可能忘记，而伴随社会进步，时间经济化，加水时有会忘记，自动上水天天定时（通常是早晨，依据水压情况用户可自行设定）给太阳能上水，清晨还能够洗热水澡。而伴随大家生活水平不停提升，节能省时意识日益加强，本人经数次实践和论证，主动开发研制出了太阳能热水器全自动定时上水控制系统。本系统能解除大家忘了上水没有热水用，上水后忘了关水流水不止烦恼。能实现了节省用水，预防真空管暴裂目标。太阳能热水器自动送水装置是现在现实生活中较为实用生活环境保护用具，已得到广泛关注。在提升生活质量和环境保护事业中充足发挥了它作用。基于数字控制电路更能显示出它优越性和人性化。伴随技术不停进步，有理由相信未来单片机技术和数字技术使用会愈加普及发展会愈加快速。第二章:设计方案比较2.1 PLC应用特点PLC是一个专门为在工业环境下应用而设计数字运算操作电子装置。它采取能够编制程序存放器，用来在其内部存放实施逻辑运算、次序运算、计时、计数和算术运算等操作指令，并能经过数字式或模拟式输入和输出，控制多种类型机械或生产过程。PLC及其相关外围设备全部应该按易于和工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功效标准而设计。1可靠性高，抗干扰能力强2配套齐全，功效完善，适用性强3易学易用，深受工程技术人员欢迎4系统设计，工作量小，维护方便，轻易改造利用PLC实现需深刻了解其梯形图及指令，现在市场较常见。PLC是计算机技术于继电接触器控制技术相结合产物。它是满足生产机械和工艺要求和电气控制系统本身制造、使用和维修需要。但所设计东西较为烦琐，有一点失误检验起来极难。所以此方法对于本课题不适合。2.2 单片机应用特点单片机是把微型计算机关键部件全部集成在一块芯片上，即一块芯片就是一个微型计算机。所以，单片机含有以下特点。1控制能力强单片机集成度 为了满足控制要求，单片机指令系统中全部有极其丰富条件转移指令、较强I/O逻辑操作及位处理功效，所以其控制灵活、方便，轻易满足工业控制要求。2抗干扰能力强，可靠性高单片机集成度高，体积小，内容采取总线结构，降低了芯片内部之间连线，大大提升了单片机可靠性和抗干扰能力，适宜于恶劣环境工作下工作。3性价比高单片机功效丰富，而其价格仅为5到30元4易扩展片内含有计算机正常运行所必需部件，片外有很多供扩展用三总线并行、串行输入输出管脚，很轻易很轻易组成多种规模应用系统。5低功耗、低电压 通常单片机功耗仅为20到100mW,电压为2到6V（不一样型号数值完全不一样），便于成产便携产品。6.种类多，型号全。很多单片机厂家逐年扩大适应多种需要，有针对性地推出一系列型号产品，使系统开发工程师有很大选择余地。大部分产品有很好兼容性，确保了已开发产品能顺利移植，较轻易地使产品进行升级换代。7使用寿命长。这里所说长寿命，首先指用单片机开发产品能够稳定可靠地工作十年、二十年，其次是指和微处理器相比长寿命。AT89C51单片微型计算机为关键并依据频率特征来组成本方案基础设计思想，这是因为单片机含有体积小，重量轻，价格廉价，功耗低，控制功效强和运算速度快等特点，且在国民经济建设，军事和家用电器等各个领域均得到了广泛应用。而单片机所含有这些优点能够使得该设计满足以上要求，即技术新、优异、体积小、精度高、功效扩展极其方便，且衡量之下它成本较之其它方案要低些。除此之外单片机外围电路也很简单,系统紧凑,对于这种小规模应用系统,单片机含有了最好价格和最简单电路.而且更轻易让更多人控制使用.2.3 单片机和PLC比较PLC是一个可编程控制器，相当于一个控制设备，关键用于工业自动化等领域，大全部采取梯形图编程，也能够用组态软件。其特点是很可靠。所以此方法对于本课题不适合。单片机体积小，集成度高，成本低，抗干扰能力强，控制能力强。应该说这二者有很大区分，因为现在它们应用需求全部不少，前景全部是不错。这是因为单片机外围电路很简单,系统紧凑,对于小规模应用系统,单片机又含有了最好价格和最简单电路.而且更轻易让更多人控制使用. 本设计系统结构简单，价格低廉，用单片机完全能够实现。AT89C51单片微型计算机为关键并依据频率特征来组成本方案基础设计思想，这是因为单片机含有体积小，重量轻，价格廉价，功耗低，控制功效强和运算速度快等特点，且在国民经济建设，军事和家用电器等各个领域均得到了广泛应用。而单片机所含有这些优点能够使得该设计满足以上要求，即技术新、优异、体积小、精度高、功效扩展极其方便，且衡量之下它成本较之其它方案要低些。除此之外单片机外围电路也很简单,系统紧凑,对于这种小规模应用系统,单片机含有了最好价格和最简单电路.而且更轻易让更多人控制使用.所以,我采取单片机结构这种方案,来用于我设计!、第三章 设计所用材料及其工作原理3.1传感器介绍及应用3.1.1 传感器介绍传感器定义：传感器是指能感受要求被测量，并根据一定归来转换成可用输出信号器件或装置。传感器就是利用物理效应、化学效应、生物效应，把被测物理量、化学量、生物量等非电量转换成电量器件或装置。 传感器技术对现代化科学技术、现代化农业及工业自动化发展起到基础和支柱作用，在世界各国已成为一个关键产业。能够说没有传感器就没有现代化科学技术;没有传感器也就没有些人类现代化生活环境和条件。传感器技术已成为科学技术和国民经济发展水平标志之一。3.2.2 传感器应用传感器不仅充当着计算机、机器人、自动化设备“感觉器官”及机电结合接口，而且已渗透到军事和人类生命、生活、生产各个领域，从太空到海洋，从多种复杂工程系统到大家日常生活衣食住行，全部已经离不开多种多样传感器。 （1）传感器在机械制造中应用 在石油、化工、电力、钢铁、机械等工业生产中，需要立即检测多种工艺参数相关信息，并经过电子计算机或控制器对生产过程进行自动化控制。 （2）传感器在汽车中应用 在汽车上，温度、压力、流量、湿度、气体、位置、速度、加速度、转矩等多种多样传感器已经得到了广泛应用。利用传感器检测信息，实现发动机燃油喷射系统正确控制，一保障汽车安全行驶。（3）传感器在智能建筑中应用 采取新材料、新信息机通信技术智能建筑是现代楼宇建设发展趋势。在智能建筑物各个方面，如信息和通信系统、交通管理、加热和通风机空气调整、能源管理、个人安全和保障系统、维护管理、灵巧居室装置和新智能建筑结构，全部要应用多种传感器。（4）传感器在家电中应用 现代家庭中，家电厨具、空调器、电冰箱、洗衣机、电热水器、安全报警器、吸尘器、电熨斗、摄影机、音像设备等全部用到了传感器。（5）传感器在安全防范重应用 火灾、偷窃，不停给人类生命和财产安全带来极大威胁。安全防范技术在世界各国已经形成产业。防火、防盗，广泛应用了光电。热电、压电、气体、红外、超声波、微波及图像等传感器。（6）传感器在机器人中应用 在生产用单能机器人中，传感器用来检测臂位置和角度；在智能机器人中，传感器用作视觉和嗅觉。传感器占机器人成本二分之一以上。（7）传感器在人体医学上应用 在医疗上应用传感器能够对人体温度、血压、心脑电波及肿瘤等进行正确地测量和诊疗。（8）传感器在环境保护中应用 为保护环境，研制用以检测大气，水质及噪声污染传感器，已为世界各国所重视。（9）传感器在航空航天种应用 在飞机及火箭等飞行器上，要使用传感器对飞行速度、加速度、飞行距离及飞行方向、飞行姿态进行检测。（10）传感器在摇杆技术中应用 在飞机及卫星等飞行器上利用紫外、红外光电传感器及微波传感器探测气象、地质等；在船舶上利用超声波传感器进行水下探测。（11）传感器在军事方面应用 利用红外探测仪能够探测地形、发觉地物及敌方多种军事目标；红外雷达含有搜索、跟踪、测距等功效，能够搜索几十到上千千米内目标；其她还有红外制导、红外通信、红外夜视、红外对抗等。再如，用压电陶瓷制成压电引信称为弹丸起爆装置，含有瞬发度高、安全可靠、不可配置电源等特点，常见在破甲弹上。3.2.3 传感器选择依据该次毕业设计要求，将感受到水位信号传送到单片机，单片机内计算机将实测水位信号和设定信号进行比较，得出偏差，然后依据偏差性质，向给水电动阀发出开关指令，确保容器达成设定水位。需对水位进行控制，所以综上选择水位传感器。3.3单片机介绍及选择3.3.1 单片机介绍单片微型机简称单片机，尤其适适用于控制领域，故又称微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片组成，内部包含计算机基础功效部件：中央处理器CPU、存放器和I/O接口电路等。所以，单片机只需要合适软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机是微型机一个关键分支，它结构上最大优点是把CPU、存放器、定时器和多个输入/输出接口集成在一块超大规模集成电路芯片上。就其组成和基础工作原理而言，一块单片机芯片就是一台计算机。1单片机组成单片机关键部分是中央处理器CPU，它是单片机大脑，由它统一指挥和协调各部分工作。时钟电路用于给单片机提供工作时间所需有时钟信号。程序存放器和数据库存放器分别用于存放单片机工作用户软件和存放临时数据。中止系统用于处理系统工作时出现突发事件。定时/输出接口（I/O接口）是计算机和输入/输出设备之间接口。输入/输出设备是计算机或其她设备交换信息装置，如显示器、键盘和打印机等。2单片机特点因为单片机是把微型计算机关键部件全部集成在一块芯片上，即一块芯片就是一个微型计算机。所以，单片机含有以下特点。a控制功效强。为了满足工业控制要求，单片机指令系统中全部有极丰富条件分支转移指令、较强I/O逻辑操作及位处理功效，所以其控制灵活、方便，轻易满足工业控制要求 。b抗干扰能力强，可靠性好。单片机集成度高，体积小，内部采取总线结构，降低了芯片内部之间连线，大大提升了单片机可靠性和抗干扰能力，适宜于恶劣环境下工作。C性能价格比高。单片机功效丰富，而其价格仅为530元。D易扩展。片内含有计算机正常运行所必需部件，片外有很多扩展用三总线并行、串行输入输出管脚，很轻易组成多种规模应用系统。E低功耗、低电压。通常单片机功耗仅为20100mW，电压为26V（不一样型号数值不完全一样），便于生产便携式产品。3单片机应用领域单片机因为体积小、集成度高、成本低、抗干扰能力和控制能力强等优点，所以广泛应用于以下各个领域中。比如工业自动化、智能仪器仪表、消费类电子产品、通信方面、武器装备和终端及外部设备控制等方面全部得到广泛应用。在以控制为主，以数据为辅系统中，使用单片机能够取得良好效果。对于工作速度不高，数据处理量不大，控制过程不很复杂场所，如家用电器。商用产品等，可选择四位单片机；对于工业控制、智能仪表等，可选择八位单片机；对于要求很高实时控制及复杂过程控制，如机器人、信号处理等，则最好选择16位单片机。4单片机发展趋势总来说，单片机发展趋势是向大容量、高性能化、外围电路内装化等方面发展。为满足不一样用户要求，各企业相继推出了能满足不一样需要产品。纵观单片机几十年发展历程，单片机以后发展方向将向多功效、高性能、高速度、低电压、低功耗、低价格、外围电路内装化，和片内存放器容量增加和Flash存放器化方向发展。但其位数不一定会继续增加，尽管现在已经有了32位单片机，但使用并不多。能够预言，以后单片机将是功效更强、集成度更高而功耗更低，和使用更方便。3.3.2 最小系统应用单片机系统扩展是以基础最小系统为基础，故应首先熟悉最小应用系统结构。实际上内部带有4KB程序存放器8051或8751单片机本身就是一个最简单最小系统，很多实际应用系统就是这种成本和体积小单片机结构实现了高性能控制。对于现在中国较多内部无程序存放器芯片8031来说，则要用外接程序存放器方法才能组成一个最小应用系片内带程序存放器8031，8751本身即可组成一片最小系统，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，同时/EA接高电平，ALE,/PSEN信号不用，系统就能够工作。该系统特点以下：(1)系统有大量I/O线可供用户使用P0,P1,P2,P3全部能够作为I/O口使用。(2)内部存放器容量有限，只有128BRAM和4KB程序存放器。(3)应用系统开发含有特殊性，因为应用系统P0口，P2口在开发时需要作为数据，地址总线，故这两个口上硬件调式只能用模拟方法进行。8051应用软件必需依靠厂家用掩膜技术置入，故通常只适适用于可作大批量生产应用系统。3.3.3 单片机选择因为该设计系统较为简单，应选择价格低廉，比较常见单片机，所以总而言之单片机型号能够选择AT89C51。3.4电磁阀分类和选择3.4.1电磁阀分类1.电磁阀从原理上分为三大类：1、直动式电磁阀：原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径通常不超出25mm。2、分布直动式电磁阀：原理：它是一个直动和先导式相结合原理，当入口和出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口和出口达成开启压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推进关闭件，向下移动，使阀门关闭。特点： 在零压差或真空、高压时亦能可*动作，但功率较大，要求必需水平安装。3、先导式电磁阀：原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力快速下降，在关闭件周围形成上低下高压差，流体压力推进关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力经过旁通孔快速腔室在关阀件周围形成下低上高压差，流体压力推进关闭件向下移动，关闭阀门。特点： 流体压力范围上限较高，可任意安装（需定制）但必需满足流体压差条件。2.电磁阀从阀结构和材料上不一样和原理上区分，分为六个分支小类：直动膜片结构、分步重片结构、先导膜式结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构。电磁阀在选型时注意事项一：适用性管路中流体必需和选择电磁阀系列型号中标定介质一致。流体温度必需小于选择电磁阀标定温度。电磁阀许可液体粘度通常在20CST以下，大于20CST应注明。工作压差，管路最高压差在小于0.04MPa时应选择如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直动式和分步直动式；最低工作压差大于0.04MPa时可选择先导式（压差式）电磁阀；最高工作压差应小于电磁阀最大标定压力；通常电磁阀全部是单向工作，所以要注意是否有反压差，如有安装止回阀。流体清洁度不高时应在电磁阀前安装过滤器，通常电磁阀对介质要求清洁度要好。注意流量孔径和接管口径；电磁阀通常只有开关两位控制；条件许可请安装旁路管，便于维修；有水锤现象时要定制电磁阀开闭时间调整。注意环境温度对电磁阀影响电源电流和消耗功率应依据输出容量选择，电源电压通常许可10%左右，必需注意交流起动时VA值较高。二、可靠性电磁阀分为常闭和常开二种；通常选择常闭型，通电打开，断电关闭；但在开启时间很长关闭时很短时要选择常开型了。寿命试验，工厂通常属于型式试验项目，确切地说中国还没有电磁阀专业标准，所以选择电磁阀厂家时慎重。动作时间很短频率较高时通常选择直动式，大口径选择快速系列。三、安全性通常电磁阀不防水，在条件不许可时请选择防水型，工厂能够定做。电磁阀最高标定公称压力一定要超出管路内最高压力，不然使用寿命会缩短或产生其它意外情况。有腐蚀性液体应选择全不锈钢型，强腐蚀性流体宜选择塑料王（SLF）电磁阀。爆炸性环境必需选择对应防爆产品。四、经济性有很多电磁阀能够通用，但在能满足以上三点基础上应选择最经济产品。电磁阀选型电磁阀选型首先应该依次遵照安全性，可靠性，适用性，经济性四大标准，其次是依据六个方面现场工况(即管道参数、流体参数、压力参数、电气参数、动作方法、特殊要求进行选择)。选型依据：一、依据管道参数选择电磁阀：通径规格(即DN)、接口方法1、根据现场管道内径尺寸或流量要求来确定通径(DN)尺寸。2、接口方法，通常DN50要选择法兰接口，DN50则可依据用户需要自由选择。二、依据流体参数选择电磁阀：材质、温度组1、腐蚀性流体：宜选择耐腐蚀电磁阀和全不锈钢；食用超净流体：宜选择食品级不锈钢材质电磁阀。2、高温流体：要选择采取耐高温电工材料和密封材料制造电磁阀，而且要选择活塞式结构类型。3、流体状态：大至有气态，液态或混合状态，尤其是口径大于DN25订货时一定要区分开来。4、流体粘度：通常在50cSt以下可任意选择，若超出此值，则要选择高粘度电磁阀。三、依据压力参数选择电磁阀：原理和结构品种1、公称压力：这个参数和其它通用阀门含义是一样，是依据管道公称压力来定。2、工作压力：假如工作压力低则必需选择直动或分步直动式原理；最低工作压差在0.04Mpa以上时直动式、分步直动式、先导式均可选择。四、电气选择：电压规格应尽可能优先选择AC220V、DC24较为方便。五、依据连续工作时间长短来选择：常闭、常开、或可连续通电2、要是开启时间短或开和关时间不多时，则选常闭型。3、不过有些用于安全保护工况，如炉、窑火焰监测，则不能选常开，应选可长久通电型。六、依据环境要求选择辅助功效：防爆、止回、手动、防水雾、水淋、潜水1、爆炸性环境：必需选择对应防爆等级电磁阀(我企业现有：d II BT4、d II CT5、Ex m I/II T4) 。2、当管内流体有倒流现象时，可选择我企业OK71-N、OK72-N系列带止回功效电磁阀。3、当需要对电磁阀进行现场人工操作时，可选择我企业OK71-S、OK72-S系列带手动功效电磁阀。4、露天安装或粉尘多场所应选择防水，防尘品种(防护等级在IP54以上)。5、用于喷泉必需采取潜水型电磁阀(防护等级在IP68以上)。3.4.2电磁阀选择所以总而言之电磁阀能够选择价格低廉直动式电磁阀。3.5时钟电路时钟电路:AT89C51内部有时钟电路,但石英晶体和微调电容是需要外接.时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列.此次设计选择晶振频率为6MHZ. 时钟电路以下图所表示:图3-13.6特点 太阳能热水器自动上水阀特点在于：1、全方位克服了多种缺点，仅需人工开一次水阀就完成了上水全部操作。2、其结构简单，不易出故障，室内室外均可安装，维修方便，困扰自动上水阀推广水垢问题迎刃而解。3、而且能够在不损坏装修情况下为老用户进行安装。4、其制造成本比其它自动上水阀低得多，但却达成了最方便实用效果-水满自动关水。总而言之，这种自动上水阀能达成低成本节水而且使用方便目标。 第四章 主电路设计和工作原理4.1 课题主电路设计引言在当今企业中，太阳能自动加水装置设计和制作给企业带来了极大经济效益。因为全方面自动化确实给广大用户带来了极大方便。但伴随科技日益发达自动化已不能满足大家日益增加物质需求，智能化已成为大家追逐目标。企业应在不影响效益前提下提升产品工艺性能，满足用户需求。4.1.1 输入依据试验要求本课题电子电路可大致设计以下图4-1是一个单片机控制水位传感器控制原理图.途中虚线表示许可水位改变上限下限位置.在正常情况下,应保持水位在虚线范围内.为此,在水内不一样高度处安装不变三根金属棒A、B、C来感知水位改变情况.其中A棒处于下限水位处,C棒处于上限水位处,而B棒在上下水位之间.A棒接+5V电源B、C均经过一个电阻和地相连,这种装置就是水位传感器：图4-1 水位传感器控制原理图从而依据水位改变产生对应电位信号，由b、c两端输入到单片机中从中实现水位信号输入。4.1.2 控制单片机、水位传感器组成数字量输入单片机前向通道接口，单片机控制和水位传感器信号关系如表1所表示。由电磁阀供水，而单片机控制电磁阀通电，以达成水位控制目标。供水时，单片机控制电磁阀通电供水，水位不停上升，滑竿在浮球带动下沿套管上升，当滑竿上升到顶位时，则使接触开关失电，让电磁阀关闭水源，停止供水。当水位处于上下限时，单片机控制电磁阀保持原有通断状态，此时不管电磁阀通电供水，水位上升，或电磁阀断电没有工作，使水位不停下降，全部应继续维持原状态。当水位下限位置时，单片机应控制电磁阀通电，供水。上下限水位信号由P1.0和P1.1输入，这2个信号共有4种组合状态：具体情况以下表4-1所表示。表3-1 单片机控制和水位传感器信号关系图P1.0(b)P1.1(c)P1.2P1.3进行操作0001电磁阀开10不变1维持原状态0110故障报警1111电磁阀关注：在本电路中，检测器为三个不一样位置电极，控制器是负责对从电极输入电信号进行处理整个电路，实施器是电磁阀。0：电机工作1：电机停止控制信号由P1.2端输出，去控制电磁阀。由P1.3输出报警信号，驱动一支发光二极管进行光报警。4.1.3 输出依据理想试验依据将电位信号由单片机输出来控制继电器常开、常闭从而实现信号输出。4.1.4结构框图依据实际情况和自我总结本课题结构框图以下图4-2所表示：输入预设水位控制（处理）电子线路板输出（水）被控对象（贮水箱）检测水位电极图4-2 本系统机构框图4.2工作原理4.2.1水位控制原理1、供水时，单片机控制电磁阀通电，水位不停上升，滑竿在浮球带动下沿套管上升，当滑竿上升到顶位时，则使接触开关失电，让电磁阀关闭水源。2、当水为处于上下限之间时，此时，单片机控制电磁阀通断电，不管电磁阀是在带通电供水，水位不停上升，或电磁阀没有工作水位不停下降,全部应维持原有状态。3、当水位处于下限位置时，水箱内无水时，需要供水，滑竿落到箱底，滑竿在水箱外一端和接触开关接触得电使电磁阀导通进水。以下是一个单片机控制水位传感器控制原理图.途中虚线表示许可水位改变上限下限位置.在正常情况下，应保持水位在虚线范围内，为此，在水箱内不一样高度处安装不变三根金属棒A、B、C来感知水位改变情况.。其中A棒处于下限水位处，C棒处于上限水位处,而B棒在上下水位之间.A棒接+5V电源B、C均经过一个电阻和地相连，这种装置就是水位传感器。图3-1所表示。单片机、水位传感器组成数字量输入单片机前向通道接口，单片机控制和水位传感器信号关系如表1所表示；原理图以下图4-3所表示。图4-3 太阳能自动上水原理图注:其中开光sw1、sw2是用来模拟水位电位信号结构框图以下图所表示：AT89C51芯片模拟水位信号电磁阀装置水位报警指示灯时钟电路图4-4 原理框图3.2.3 电磁阀上水工作原理在太阳能水箱（1）箱底上安装带通水孔（7）套管（2）内放置其上连接浮球（4）滑竿（3），滑竿（3）一端伸出水箱外，在水箱外连接支架（8），在支架（8）上安装接触开关（5），接触开关（5）于进水管上电磁阀（6）连接。当水箱内无水时，滑竿落到箱底，滑竿在水箱外一端和接触开关接触得电使电磁阀导通进水。伴随水位上升，滑竿在浮球带动下沿套管上升，当滑竿上升到顶位时，则使接触开关失电，让电磁阀关闭水源。原理图以下图4-4所表示：图4-5 电磁阀控制原理图注：1为水箱 2为套管3为滑竿4为浮球5为接触开关6为电磁阀7为通水孔8为连接支架电磁阀控制原理结构图以下4-6所表示：图4-6 电磁阀控制原理机构框图电磁阀驱动电路以下图4-7所表示图4-7 电磁阀驱动电路该电磁阀太阳能自动上水装置，其特征在于：在太阳能水箱（1）箱底上安装带通水孔（7）套管（2），套管（2）内放置其上连接浮球（4）滑竿（3），滑竿（3）一端伸出水箱外，在水箱外连接支架（8）上安装接触开关（5），接触开关（5）和进水管上电磁阀（6）连接。4.3 结语该系统设计是基于在单片机嵌入式系统而设计，充足利用单片机强大控制功效和方便通信接口，该检测控制系统在试验室某试验系统得到成功实践，实现水位检测、自动控制、处理和报警等功效，提升了试验自动控制能力。深入优化系统软硬件设计，可为实时实现远端控制，所以，该系统在农村太阳能水箱，城市水源检测控制等领域有着宽广应用前景。第五章 本课题改善及扩展进入二十一世纪以后科技发展速度步入一个愈加快愈加好阶段，伴随科技飞速发展，大家物质生活也在伴随科技发展而得到质提升。在当今社会，大家在不停创新，在不停追求完美。在大家生活中在不停寻求能为人类而工作替换品，大家生活在向着快速和智能化方向发展。本课题试验内容是太阳能热水器自动送水装置，此次试验是一次一般电子试验，没有太多愈加好更新科技元素在里面，但我想伴随科技日新月异，此送水装置一定大有发展前途，而且会随大家意愿向着智能化方向发展。据了解，在几家业绩比较突出太阳能集团生产太阳能热水器上安装自动送水装置已含有了初步智能化需求。本试验只是一个自动送水装置，而企业所推出自动送水装置成品能完成水箱自动上水、自动控温等智能化功效。现在送水装置已不是一个单纯自动送水装置，它已演变成一个集自动上水和自动控温等智能化功效于一身电气系统。在这种装置系统中变压及整流系统愈加完美，电压愈加稳定，不受供电线路电压不稳定影响。所使用元器件则愈加精良，有愈加好抗疲惫强度，增加了系统使用寿命。这一系列智能化装置离不开科技飞速发展。相信伴随科技不停发展，自动送水装置系统以后必将愈加人性化和智能化。自动送水装置发展用途是多个多样，在不停发展中为解放更多劳动力大家日常生活中多种设施，和社会生产和生活中多种设备会不停更新，将会愈加智能化，这也就需要大量各式各样送水装置进如我们日常生活中。所以说自动送水装置发展必将是多元化，而且发展会愈加快速。结 论此次毕业设计是我们从大学毕业生走向工作岗位关键一步.从最初选题,直至到完成设计期间查找资料,经过老师指导,和同学交流,反复修改,每一个过程全部是对自己能力一次检验和充实.在王老师精心指导下，我查阅了多种资料，最终顺利完成了该设计。经过30天不懈努力，我最终圆满完成了在开题汇报中原定基础任务，我们在实际设计过程中首先对课题进行了系统讨论和论证，继而对电路图进行设计和研究，然后进行元器件参数修改和论证做到理论联络实际。电路满足了我们基础设想功效，当电路接通电源时，主电路有对应电源指示灯点亮，指示电源正常。当太阳能热水器水箱缺水，电路指示灯能发出光亮，通知大家应向水箱中送水，当水箱中水上升到需要高度时，电路指示灯发出光亮，应停止向水箱中送水。在我们王老师精心指导下，在我们大量实习和实践经验指导下，我们论文完成很顺利，包含了我们从开始试验到我们完成任务全部过程，这是我们小组组员一个多月以来辛勤工作结晶，是用我们智慧和汗水换来，在这份来之不易毕业设计结果中，凝聚了太多汗水和欢笑，更凝聚了很多给我们无私帮助老师、同学们辛勤汗水。太阳能热水器自动送水装置是很有发展前途，伴随大家生活水平不停提升，我相信太阳能热水器水位报警器一定会向着愈加完美智能化前进。参 考 文 献1 工厂供电刘介才 机械工业出版社2 电气控制系统和可编程控制器常小玲 机械工业出版社3 电工和电子技术周绍平，李严 北京交通大学出版社4 控制传感器原理和应用王煜东 机械工业出版社5 自控原理及系统孔凡才 上海理工大学 机械工业出版社6 控制微处理器原来及应用 7 电子技术基础阮立志，裴咏枝 机械工业出版社8 单片机原理和应用王效华，张咏梅 北京交通大学出版社致谢在本课题完成中，我得到了大家帮助，在此表示衷心感谢!首先感谢我指导老师王老师，我课题是在她指导和帮助下完成，她深厚理论功底和严谨治学态度和高度敬业精神使我受益非浅，对我课题完成起到了至关关键作用。论文写作过程真不简单：多种压力时时袭扰,知识积累尚欠火候,致使我一次次埋头于图书馆中,一次次周旋于文件资料之中,一次次奋战于电脑屏幕前。在指导老师王老师亲切关心和悉心指导下我论文画上了句号。她严厉科学态度,严谨治学精神,精益求精工作作风,深深地感染和激励着我。从课题选择到项目标最终完成,王老师全部一直给我细心指导和不懈支持。在论文完成之际,我要尤其感谢我指导老师王老师热情关心和悉心指导,在此表示真诚地感谢和深深谢意。在毕业设计过程中，我们将所学专业理论知识和实际开发结合起来，理论联络实际，提升了专业技能。大量查阅资料，对专业知识有了更深入了解和认识，拓展了知识面。经过此次毕业设计，全方面了解和掌握了课题开发基础方法和步骤，深入学习了单片机、模拟电子、数字电子、传感器、CAD等专业知识。为以后实际工作打下了良好基础。另外,在论文写作过程中,也得到了很多同学宝贵提议,同时还得到很多老师支持和帮助,在此一并致以真挚谢意。三年大学生活我从她们身上学到将让我受益终生。同时,还要感谢三年里教过我老师们。我学到不仅仅是书本上知识,还有着做人标准和风骨,这将对我走向社会起到了一个桥梁作用,将是我人生一段关键经历、一个关键步骤,对未来走上正式工作岗位也有着很大帮助。感谢身边同学和好友,有了你们,我大学才算得上完整。感谢你们三年来对我宽容和关照。那有欢笑有泪水,有认同有争吵,有喧华有帮助缤纷岁月让我知道了友谊真挚和可贵,能和你们相遇、相交和相知,是我人生中最幸运一件事。 最终,我要感谢母校为我提供良好学习和发展环境。母校开放、公正言论环境,现代、实用学习环境,舒适、便捷生活环境让我顺利度过了人生关键三年。愿全部校园里认识,不认识；来过,走过愿你们珍爱握在手里现在,抓住机遇,拥有一个美好明天。