【《基于单片机的水位监测系统设计》开题报告3100字】

4/6PAGE基于单片机的水位监测系统设计开题报告1课题背景及研究意义1.1课题背景在现代，热水器已成为家用电器中不可或缺的一部分。当前市场上销售的家庭用电、天然气、太阳能等多种形式的热水器。但是，大量使用电热水器，不但成本高，还会增加能耗；燃气热水器有一定的安全风险，它很容易因为不完全燃烧而生成一氧化碳，造成有毒的安全事故，而且会造成温室气体的排放，对环境造成污染；与此形成鲜明对比的是，太阳能热水器在安全、环保、节能等方面有着巨大的发展潜力。我国是一个人口大国，能源紧缺、环境问题日益突出，倡导绿色低碳、安全环保的生活理念早已深入人心，太阳能属于清洁、低碳的能源，既符合人类对绿色低碳的要求，又符合新时代的发展趋势，是现代文明社会的最佳选择。但是，目前市面上大部分的太阳能热水器控制系统，功能单一，操作步骤繁琐，控制不便。而且长期在阴雨天或缺乏阳光的条件下，不能对储水量进行适当的加热，从而影响到人们的日常生活。随着科学技术的飞速发展，这种相对落后的控制方式，越来越不能适应现代社会的需要。为此，应研制一种功能丰富、操作灵活、易于控制、智能化、在恶劣环境下运行的新型太阳能热水器，以满足广大家庭的日常需要，提高人们的居住品质。1.2研究意义在太阳能充足的情况下直接采用太阳能来给热水器进行加热，在太阳能不是充足的情况下才采用电热的方式给热水器的水加热。用单片机为控制中心，结合温度传感器和水位传感器实现对水温和水量的检查和控制，让热水器的效率更高更智能化。随着科技的发展单片机的造价是越来越低，用单片机来对热水器的控制，让热水器的价格更低。因此此设计具有价格低廉、使用方便、对环境有一定的保护、智能化等优点。从而满足现代人们的对热水器的需求。2文献综述从总的来说，热水器的使用受到居住的环境，面积的大小和能源的限制。主要从两个方面来讲，1、是从技术的层面上来说：对环境污染小，体积小，维护成本低，使用寿命长，操作简单，智能化和加热快等；2、是从外观设计上来讲：主要还是喜欢欧美的风格，潮流前卫，时尚高雅的外形设计；当然在它的主要研究中，最重要的还是温度、液面的测量检测与控制系统技术。1）国外最新研究动向：欧美国家关于液面和温度控制的相关技术的研究起于20世纪70年代，相对于中国来说比较早。首先是选用模拟式的组合仪表，收集现场信息并进行指示、记载和控制。80年代末出现了分布式控制系统。当前正在对计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统进行研制和开发。目前当下，在液面和温度测量和控制技术的成长得非常的快，在每一个国家中，然而，很多的国家在不断努力地实现从自动控制到没有人和完全自动的目标。2）国内最新研究动向：在中国，在1980年，才开始在液面、温度测量和控制技术的研究和开发，我国对于温度和液面测控技术的研究较晚，在我们国家的在这方面的科技研究科学家们，在不断的学习其他的先进国家的相关科学技术的基础上，才能把在室内的温度和湿度的微机对它们的控制技巧，这项技术，它是只有在温度和湿度上面的单项环境因子的控制应用；国内在温度、湿度和水位的测量和控制措施计算机的应用，从总的来说，应用温度、湿度和水位的测量和控制设备在中国一般都是从吸收和简单应用阶段的实践与综合应用阶段的过度和发展。从技术上来说，都是用单片机的控制的单参数单回路系统比较多一点，并没有实际上的多参数的综合控制系统，在这方面，和其他的在这方面走在前面的国家来说，是有着一定的距离的；在我们国家还离对液面和温度的检测控制工厂化有非常远的距离，在工厂生产的过程中，还是有许许多的难题还等着我们去解决，但是一些是我们现在还不能解决的问题，比如：产业水平较低、环境控制的水准还达不到、相关配套的装备比较差，在很多的资源上还是不能够进行去分享和共用，可靠性的差等很多缺点。今年来，国内和国际水平和温度传感器的测量系统向集成化、智能化的发展，随着研究人员的不断努力，类型系统取得了很大的成就，随着社会不断地发展，我们的生活水平的提升，在提升我们的生活水平的高度中，扮演着重要的角色；现在市面上出现的热水器的类型愈来愈多，电加热式、太阳能加热式、煤气加热式的热水器、、观其，它们只是加热的形式不一样，不管是怎么样的，它们的主要参数：温度和水位的都有对它们进行测量和控制，从而让热水器变得智能化。3研究内容、方法及预期目标3.1研究内容该方案采用微处理器作为控制系统的核心，并与太阳能热水器、电热式热水器的特性相结合，采用温度传感器、水位传感器、液晶显示器等多种控制手段，实现水箱水温、水位信息的实时显示；配以定时器加热，提高使用感受，加上故障报警功能，更能提高安全性。可以自由地进行自动和手动的转换，以便于使用者的操作。本方案具有外围电路简单、控制灵活、成本效益高、信息显示直观、操作简便等优点。3.2研究方法对所设计的控制系统进行了详细的分析，得出了该系统的硬件结构：温度传感器实现了温度的测量，水位的测量由液位传感器来实现，由按钮来设置加热的上下限，然后由继电器回路来实现供水和加热，从而在显示模块中实现水温的显示。从而提高了该电气的使用安全。图1系统硬件图3.3预期目标该系统采用了以微处理器为核心的控制系统，利用温度、水位等传感器实时地对水箱中的水温、水位进行实时采集，然后由微机进行数据处理，再由显示设备向用户反馈信息；使用者可以设定设定水温的上下限，在水温低于下限时，开启继电器加热组件，使水温达到最高温度，然后关掉加热组件；同样的，加水模块也是一样，但是和温度设定不一样，水位的上下限取决于水位传感器的安装位置，而不是用按钮来调整；当温度超过规定的范围时，蜂鸣器会发出警报，如果水位在下限以下，则会显示水的不足。另外，同时，按键模块也能设定时间，让使用者有更好的使用体验。4进度安排毕业前一学期:最后1-2周:查阅相关文献并确定题目，接受任务书；毕业学期:第3周末前:撰写文献综述，完成开题报告；第7周末前:按计划撰写论文初稿，接受中期检查；第9周末前:反复修改论文直至定稿,按要求完成论文查重；第10周周三前:定稿，打印装订，准备答辩；第10周周末:参加论文答辩。参考文献[1]汪东霞,李沙沙,千志科.基于单片机的太阳能电热水器控制系统[J].湖北农机化,2020(15):105-107.[2]叶凡鹏.太阳能热水器控制系统设计[J].轻工科技,2020,36(07):103-104+106.[3]黄旭东,郑颖.基于单片机的太阳能热水器控制系统设计[J].时代农机,2020,47(04):88+93.[4]孙浩文.智能家居太阳能热水器控制系统设计[J].微型电脑应用,2019,35(10):86-89.[5]钟卫连.基于单片机的太阳能热水器控制系统设计[J].电子世界,2019(12):191-192.[6]刘鑫海,夏清华.基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计[J].科技创新与应用,2018(35):94-97.[7]沈凯.基于单片机的太阳能热水器控制系统设计[J].山东工业技术,2017(09):59-60.[8]禹国刚.基于单片机的太阳能热水器控制系统设计[J].设备管理与维修,2017(04):29-31.[9]周雪林.基于单片机和传感器的太阳能热水器自动控制系统[J].电子世界,2018(10):172-173.[10]孙滨,姜传林,陈元勇.基于STC单片机的太阳能热水器智能节水控制系统设计[J].电子技术,2015,44(02):52-54+51.[11]张明华.基于单片机的热水器智能控制系统的设计[J].电子制作,2015(06):8.[12]基于AT89C52单片机的水温控制系统的设计[J].曹旻罡.数字技术与应用.2017(07)。[13]热敏电阻温度特性的计算机数据采集[J].王瑗,余建波,王云,赵铁松.物理实验.2007(03)。[14]集成温度传感器在物理实验中的应用[J].钟双英,李鸿.江西科学.2005(05)。[15]淋浴器自动混水控制器设计与实现[J].李玉全,王代强.科学技术创新.2020(30)。[16]基于AT89S52的温度控制器的设计[J].宋起超,邵国平,赵洪涛.黑龙江工程学院学报.2007(01)。[17]基于单片机的定时电热水器控制系统[J].毛晓耘.中国科技信息.2014(Z1)。[18]基于单片机智能家用热水器系统设计[J].杜俊.集宁师范学院学报.2015(02)。[19]基于单片机的智能家用热水器控制系统设计[J].孟伟,方世巍,宋杰,李伟伟.微型机与应用.2011(21)。[20].Patents;"MachineLearningBasedSmartWaterHeaterControllerUsingWirelessSensorNetworks"inP