智能水暖监测控制系统设计

发布时间：2017-04-21 10:00

  本文关键词：智能水暖监测控制系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：暖气管道常年在腐蚀性环境中运行,内外部遭到不同程度腐蚀和锈蚀,导致管道抗压能力下降,容易造成大量漏水,从而影响用户生活环境的安全和采暖。本论文首次提出以单片机监测暖气管道内水流状态的变化进而做出报警判定,通过远程控制调节阀调节管道流量的设计,实现暖气漏水的实时监测和智能控制,能极大缩短用户控制漏水的反映时间,最大程度降低损失。论文主要从以下4个方面进行设计:(1)本文分别采用超声波流量传感器、机械平衡装置和电容式压差传感器与STC12C5A60S2单片机相连,当发生较大漏水情况时能同时实现蜂鸣器报警和发送短信报警,用户可根据实际情况选择其中一种作为报警采集部件。超声波流量传感器采集进出管流量,输出模拟信号送入STC12C5A60S2单片机进行比对从而判定是否漏水;机械平衡装置连通进出暖气管道,管道压力变化较大时联动光电耦合隔离开关,使其触发低电平,单片机发出漏水报警信号指令;电容式压差传感器连通进出暖气管将压差信号送入单片机与设定值比较,判定是否漏水。(2)在功能控制部分采用SIM900A_mini模块和HLK-RM04串口转Wi-Fi模块联用,模块与手机端调试完成后,使用户可以在户外和户内都能远程控制调节阀。SIM900A_mini模块能实现接收报警短信、调取温度传感器温度、开关调节阀门;依据Wi-Fi模块能实现读取温度值、开关和半开阀门。(3)对系统电路进行设计,包括电源电路设计、流量传感器和电容压差传感器跟随电路设计、串口连接的GSM和Wi-Fi模块供电方式设计、电动调节阀控制电路设计和温度传感器电路设计等。本部分采取模块化的设计思路,方便用户接线安装和调试。(4)对设计各部分动作程序进行编写,包括单片机主程序设计、报警采样部分程序设计、Wi-Fi通信模块程序设计、GSM模块的串口通信程序设计和温度采集程序程序设计等,详细说明了程序流程图和动作流程图。
【关键词】：水暖 漏水控制 STC12C5A60S2单片机 Wi-Fi模块 GSM模块
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU832
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景和意义9
• 1.2 国内外管网漏水控制现状9-11
• 1.3 智能水暖控制发展现状11-12
• 1.4 本课题研究的主要内容12-14
• 2 智能水暖系统的总体设计14-33
• 2.1 智能水暖系统设计的总体方案14-16
• 2.1.1 智能水暖系统设计的原则14
• 2.1.2 智能水暖系统设计的功能要求14-15
• 2.1.3 智能水暖系统设计的工作过程15-16
• 2.2 报警采集部件选型及设计16-22
• 2.2.1 流量传感器16-19
• 2.2.2 机械装置设计19-20
• 2.2.3 电容式差压传感器接入设计20-22
• 2.3 温度传感器22-26
• 2.4 电动调节阀门26-27
• 2.5 Wi-Fi远程控制模块27-30
• 2.6 GSM模块30-32
• 2.7 蜂鸣器32
• 2.8 小结32-33
• 3 硬件电路设计33-43
• 3.1 单片机系统33-35
• 3.1.1 单片机选择33-34
• 3.1.2 复位和晶振电路设计34-35
• 3.2 报警采集部件的电路设计35-38
• 3.2.1 流量传感器电路设计36-37
• 3.2.2 电容式压差传感器电路设计37-38
• 3.2.3 机械式平衡装置控制电路图设计38
• 3.3 SIM900A_mini模块电路图设计38-39
• 3.4 Wi-Fi模块电路图设计39
• 3.5 电动调节阀电路设计39-40
• 3.6 电源电路设计40-41
• 3.7 DS18B20温度传感器电路设计41-42
• 3.8 蜂鸣器报警电路设计42-43
• 4 系统软件设计43-57
• 4.1 主程序设计43-44
• 4.2 报警采样部分程序设计44-46
• 4.2.1 A/D转换功能44-45
• 4.2.2 流量和电容式传感器控制程序45-46
• 4.2.3 机械式装置控制程序46
• 4.3 单片机与Wi-Fi通讯模块程序设计46-48
• 4.3.1 HLK-RM04程序设计46-47
• 4.3.2 模块流程图47-48
• 4.4 GSM模块的串口通讯程序48-53
• 4.4.1 SIM900A_mini版调试49
• 4.4.2 短信收发程序设计49-52
• 4.4.3 GSM模块动作流程图52-53
• 4.5 温度传感器采集程序软件设计53-57
• 5 结论和展望57-59
• 5.1 结论57
• 5.2 展望57-59
• 附录A 硬件电路设计59-60
• 附录B 源程序60-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果68-69
• 致谢69-70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 祝锡永;潘悦;;基于CEP的物联网智能水表实时漏水监测研究[J];成组技术与生产现代化;2015年01期

2 徐国传;;电容式差压变送器的静压误差分析[J];河南科技;2014年17期

3 景艳龙;;智能暖气控制系统的开发与应用研究[J];中国仪器仪表;2014年06期

4 舒磊;官燕玲;;间接连接供热管网系统电动调节阀平衡控制技术研究[J];区域供热;2014年02期

5 曹浩;王进霞;;多功能电子防丢器[J];无线互联科技;2013年03期

6 秦相林;张海兵;张盈盈;;基于STC12C5A60S2的无线温度采集系统设计[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2011年06期

7 李腾飞;陆宜;奚小艳;王玲;;基于暖气流量调节的室温控制装置[J];科技创新与生产力;2011年11期

8 胡星波;晏渭川;;基于Android的NFC实现与应用[J];电视技术;2011年21期

9 董奇;罗静;吕玲玲;;Wi-Fi网络资源共享现状及发展研究[J];现代电子技术;2011年15期

10 樊俊霞;李新娥;;基于单片机的热敏电阻温度计的设计[J];科技信息;2011年18期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 杜坤;供水管网水力模型校核与漏损定位研究[D];重庆大学;2014年

2 陈伟;基于物联网的热计量关键技术研究[D];燕山大学;2013年

3 丁治国;RFID关键技术研究与实现[D];中国科学技术大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孙浩;基于Wi-Fi技术和Android系统的智能家居系统设计[D];中国矿业大学;2014年

2 李冠阳;基于DS18B20的温度梯度—厚度冰情检测传感器的设计与应用研究[D];太原理工大学;2014年

3 付建鹏;基于STC12C5A60S2单片机的智能输液监控系统的研究[D];河北工业大学;2014年

4 王志;电动调节阀动态特性与控制研究[D];山东大学;2013年

5 尚伟;基于Wi-Fi的矿用移动定位服务终端设计[D];太原理工大学;2013年

6 孙启明;基于VB实现的供水调度监测系统[D];吉林大学;2008年

7 毛慧琴;基于GSM和单片机的远程家电控制系统[D];广西大学;2008年

8 杨宏亮;长春市供水系统风险评价研究[D];吉林大学;2008年

9 王海宁;基于单片机的温度控制系统的研究[D];合肥工业大学;2008年

10 潘霞;管道泄漏检测综合实验系统开发[D];武汉理工大学;2006年

  本文关键词：智能水暖监测控制系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：320061