论文智能家用太阳能热水器数据采集控制器的设计，该文是数据采集相关论文怎么撰写和太阳能热水器和数据采集和控制器相关论文怎么撰写.
摘 要文章围绕信息化时代“智慧农村”的新思维,为精准扶贫家用太阳能热水器远程监控于管理系统设计的一款集数据采集、水温／水位控制、智能报修于一身的“智能家用太阳能热水器数据采集控制器”.
关键词太阳能热水器；数据采集控制器；智能家用太阳能热水器
中图分类号：rIP332.3
文献标识码：C
文章编号：2095-1205(2018)07-24-03
目前,中国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国,年产量约为世界各国之和.但目前市面上绝大多数的太阳能热水器控制器结构简单,功能单一,智能化程度低下,不具备温度智能控制的功能.即便热水器具有辅助加热功能,也常因加热时间不能控制而产生过烧,从而浪费电能.其次,绝大多数采集到的太阳能热水器据仅限于显示在用户家控制器的显示屏上嗍,每次洗澡之前还需要用户去看控制器的水温、水位才能知道太阳能热水器中的热水是否适合洗澡,尤其对于精准扶贫的家用太阳能热水器更是如此.
随着物联网技术的不断发展,智能手机的普及,WIFI、3G、4G网络稳定性的不断提高,为本文将围绕信息化时代“智慧农村”的新思维,为精准扶贫家用太阳能热水器远程监控于管理系统设计的一款集数据采集、水温,水位控制、智能报修于一身的“智能家用太阳能热水器数据采集控制器”.在现有太阳能热水器节能减排的基础上,实现智能+节能.所以本文设计的智能家用太阳能热水器数据采集控制器具有很强的实用价值与经济意义.
1 系统结构和控制器的工作原理
1.1系统结构
智能家用太阳能热水器数据采集控制器的目的就是把监测到的水位、水温等信息通过网络传送到系统的后台服务器上进行管理,为实现智能+节能的太阳能热水器系统提供数据保障,其系统结构如图1所示.
1.2控制器的工作原理
本系统将在精准扶贫家用太阳能热水器的热水器监控端采用单片机为控制核心,将太阳能热水器上采集到的水位、水温、水压等信息通过网络传送到系统的后台服务器上进行管理,并将数据采集端的数据通过多种网络传输备用方案,如通过有线网络、WIFI网络、或者GPRS网络,将监测数据传送到系统后台服务器,实现系统后台服务器及时获取采集数据的功能.最终通过研究分析后台服务器用户的历史使用数据的注入水量,实现不过多注水和加热,减少能源浪费；同时根据季节和天气变化自动调节控制、稳定客户习惯使用生成水温、水量曲线实现智能又节能的控制效果.
本文设计的智能家用太阳能热水器数据采集控制器,数据采集端将采用高可靠性的DS18 820数字式温度传感器检测水温,精度可达土0.5℃,可检测温度范围为-55℃叶125℃.避免了模拟温度测量传感器由于线路内阻而影响温度测量准确性的问题.水位测量则采用不锈钢节点低压电极间歇式检测.S304不锈钢材质电极,按需间断式检测保障了探头的使用寿命.并选择双路水压检测,保障水路正常工作.进水和出水口水压检测,当两者压力相差不大时水路工作正常,当进水口压力大出水口压力过小则说明太阳能热水器集热管可能已经出现了破裂的情况,提醒用户及时检修,或直接远程提醒售后及时处理.水温、水位检测原理如图2所示,由单片机控制核心智能控制接口转换电路,在设定的5S检测周期时间到来的时候,单片机控制打开温度传感器DS18 820和水位电极检测探头的电源,接着读取水温温度和水位高度数据,读取数据结束后立即关闭探头电源；等下一个检测周期到来再重复以上操作（这样既节省系统耗电量又能有效延长探头的使用寿命）.其中,水位电极检测探头电源负极与水接触,当水面到10%、25%、50%、75%、100%中某个探头的时候,低电平信号经转换电路回到单片机I/O,从而检测出当前水位处在哪级高度.
2 智能家用太阳能热水器数据采集控制器的设计实现
2.1硬件设计
本系统的智能控制将采用单片机管理,配合水温、水位检测和压力检测,能及时将收集到的水温/水位、水压等信号通过网络上传到服务器.用户可通过APP账户访问服务器也可通过WIFI直接连接控制器查看热水器实时数据.同时,用户可以通过APP（本地WIFI连接或访问服务器）预设电辅助加热的温度值等.另外,当采集与控制器水温、水位数据采集异常、电加热异常和水压异常等故障情况出现时,系统将分等级通过有线或无线网络反馈到厂家服务器售后平台和用户手机APP上,方便用户或售后及时掌握设备状况,管理非常便捷.通信方式包括图3和图4两种.
2.2软件设计
当系统上电启动,软件程序开始运行初始化,系统进入网络检测环节,当有线网络连接良好系统自动连接服务器正式上线工作,否则切换到WIFI网络连接；当WiFi网络连接成功后系统也会自动连接服务器上线工作,否则再切换到GPRS网络连接；当GPRS连接正常系统同样会自动连接服务器上线工作,否则切换到手机APP连接状态.当手机APP本地连接以后系统进入工作状态,能读取和检测水温、水位和水压信号并传送到用户手机APP上工查阅,数据出现异常系统会自动报警；用户也可以根据个人需求设置各个时段的水温、水位参数,系统可以根据设置自动调整.当系统连接到服务器以后,所有监测到的数据都会上传到服务器做进一步的处理和检测,数据异常同样会发出报警.报警复位系统将重新运行.当无法连接服务器又没有连接到手机APP时,系统将会循环搜索网络,直到有所连接才能进入工作状态,程序设计流程图如图5所示.
3 小结
该设计根据家用太阳能热水器相对分散的特点,设置了有线网络通信、无线WIFI网络通信、GPRS无线网络通信和本地单机工作模式,适应不同用户网络环境以及不同的用户需求.将监测数据传送到系统后台服务器,实现系统后台服务器及时获取采集数据的功能.最终通过分析后台服务器用户的历史使用数据的注入水量,实现不过多注水和加热,减少能源浪费；并可根据季节和天气变化自动调节控制、稳定客户习惯使用生成水温、水量曲线实现智能又节能的控制效果.下一步拟解决的问题：一是无网络客户数据的采集.当用户没有网络支持或网络故障的情况下,采集与控制器用无线的形式与周边用户设备通信,借助周边用户网络上传数据采集信息到服务器,完善客户服务数据的完整性.二是加强用户数据处理,在厂家回收的服务器的数据当中加强用户使用情况分析,让厂家可根据分析的结果提供更加优质、贴心的服务.
综上而言:此文为一篇关于太阳能热水器和数据采集和控制器方面的数据采集论文题目、论文提纲、数据采集论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
参考文献：
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