家用智能电热水器控制器毕业设计论文 精品Word文档下载推荐.docx

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家用智能电热水器控制器

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填表时间：

年月

重庆邮电大学教务处制

摘　要

随着人们生活质量的提高，人们对电热水器的要求越来越趋向于智能化和数字化。

其中，电热水器控制器性能的好坏不仅是电热水器性能好坏的体现，更关系到人身安全等重要内容。

因此，电热水器控制器的设计是智能电热水器的需要，同时也是电热水器的重要组成部分。

论文首先结合当前电热水器的发展现状和发展趋势，介绍了电热水器控制器研究的目的及意义。

在确定控制参数的基础上，详细介绍了控制器的各功能组成模块及工作原理。

根据电热水器工作原理进行控制器的硬件电路设计和软件设计。

最后深入介绍了控制器的调试方法和过程，以及对整个控制器的设计与实现工作进行总结。

硬件电路设计中充分利用51单片机的特点，主要对水温控制、水位控制和漏电检测模块进行了详细地分析设计。

其中，通过采用自制分段式水位传感器，实现了水位测量的低成本设计；

对水温控制进行了完整的理论分析和算法设计，测量精度达到±

1℃；

通过分析漏电检测原理，在理论计算基础上设计了漏电检测电路。

软件部分在硬件平台的基础上实现电热水器的控制工作，包括液晶显示程序、按键扫描程序、水位控制程序、温度控制程序、漏电检测程序以及声音提示程序等。

本系统在软硬件设计的基础上，使用了计算机仿真演示。

通过计算机仿真，该控制器可以实现对水位控制、温度控制等功能，并能动态监测电热水器工作状况，这也验证了此设计的正确性。

【关键词】电热水器漏电检测温度控制水位控制

Abstract

Withtheimprovementofqualityofpeople'

slives,people’sdemandforwaterheaterstendtobemoreintelligentanddigital.Amongthem,whethertheelectricwaterheatercontrollerperformanceisgoodornotisnotonlytheembodimentofthewaterheaterperformance,butalsorelatedtopersonalsafetyandotherimportantcontent.Therefore,theelectricwaterheatercontrollerdesignisnotonlytheneedofintelligentwaterheater;

butalsoisanimportantpartofelectricwaterheater.

Firstlywiththeelectricwaterheaters’currentdevelopmentsituationandtrend,thepurposeandsignificanceoftheelectricwaterheatercontrollerwasintroducedinthispaper.Basedondeterminingthecontrolparameters,thefunctionalcomponentandtheworkingprincipleofthecontrollerwereintroducedindetail.Thecontrollerhardwareandsoftwareweredesignedbyknowingtheworkingprincipleofthewaterheaters.Finally,thepaperdescribedthedebuggingprocessandmethodindetail,thedesignandimplementationofthecontrolsystemalsowassummarized.Fulluseoffeatures51MCUinhardwaredesign,mainlyanalysisthewatertemperaturecontrol,watercontrolandleakagedetectionmoduleindetail.Amongthem,thewatertemperaturecontrolforacompletetheoreticalanalysisandalgorithmdesign,measurementaccuracyof±

1℃,throughtheuseofhome-madesub-typelevelsensors,levelmeasurementanddisplaytoachievealow-costdesign.Byanalyzingtheleakagedetectionprinciple,wedesigntheleakagedetectioncircuitbasedonthetheoreticalcalculation.Softwarecomponentscouldcontroltheelectricwaterheatersbasedonthehardwareplatform,whichincludesliquidcrystaldisplayprogram,keyscanner,waterlevelcontrolprocedures,temperaturecontrolprocedures,leakagetestprocedures,andproceduresforvoiceprompts.

Thesystemusecomputersimulationshowsbasedonhardwareandsoftwaredesign.Throughcomputersimulation,thecontrollercanrealizethewaterleveldetection,temperaturedetectionandotherfunctions,andcandynamicallymonitortheworkingconditionsofelectricwaterheaters,whichalsoverifiedthecorrectnessofthisdesign.

【Keywords】Electricwaterheaterleakagedetectiontemperaturecontrolwaterlinecontrol

前言

随着国民经济的快速发展，热水器已经成为人们生活中必不可少的家用电器之一。

电热水器具有无污染、安全、保温时间长、使用方便等优点，越来越受到消费者的青睐。

有专家预计，借家电下乡等国家政策扶持，农村三、四级市场的拓展，以及行业技术升级、企业管理升级，2010年至2015年我国电热水器的需求量将呈现递增趋势，市场保有量将呈现较为平稳的增长态势[1]。

目前市场上有两种电热水器，连续水流式和贮水式。

前者虽具有加热速度快和体积小等优点，但功率太大，大多数家庭的供电线路难以承受。

而市场上贮水式电热水器大多数采用机械式控制器，存在控温精度低、加热时间长、可靠性差、功能单一、操作复杂、控制不方便等不足，很多控制器只具有水位和温度显示功能，不具有控制功能。

另外，电热水器安全也是大问题，普通电热水器多采用外配漏电保护器，有漏电发生时切断电源。

但一般漏电保护器质量参差不齐，漏电保护可靠性差，需要用户人工定期测试保护可靠性，这样用户无法实时知道漏电保护器的可靠性。

针对上述情况，利用单片机作为控制器的核心，可设计出一种多功能的电热水器控制器。

本文设计了一种智能电热水器微控制器，可以实现人机交互、水位控制、温度控制和漏电实时检测，若漏电时可同时切断加热管及控制器电源，并发声报警提示；

热水器干烧报警，控制器故障指示等多种实用功能，方便用户使用。

第一章绪论

第一节电热水器发展现状及发展趋势

一、电热水器发展现状

经过20多年的发展，整个热水器行业已经从最初的小而少发展到现在的大而多，产品类型也随着技术不断成熟，由最初的燃气热水器独领风骚发展到今天的燃气式、电热式、太阳能、空气源热泵等多种类型。

随着全球经济快速发展，中国电器制造业的迅猛发展及城市建设步伐的不断加快，为热水科技产业带来了无限商机。

目前，创新、安全、节能、高效已成为热水器行业间竞争的焦点及发展趋势。

据调查，中国热水器的普及率只有70％左右。

目前，46.6％的居民家庭表示要在未来5年中购买或更换热水器。

未来5年内我国城市热水器需求量将平稳增长，达到4660万台，热水器行业即将迎来新一轮的消费高峰[2]。

据国务院发展研究中心市场经济研究所推出的“中国城市热水器市场研究咨询报告”显示，未来三年，我国热水器市场将继续保持平稳发展的态势，年增长保持在6％左右。

就中国的具体情况而言，太阳能热水器由于安装位置的局限性，只适用于居住在顶楼的居民，且受天气原因的限制，使用范围狭窄；

燃气热水器由于必须分室安装，且须由专业人员安装，并且燃气热水器不易调温，需定期除垢，在使用中还易产生有害气体，特别是使用液化石油气和人工煤气型的直排式燃气热水器，会产生轻度油烟，严重时甚至会危及生命。

因此燃气热水器是一种人命关天的特殊产品，即使有百分之一的疏忽，带给用户的危险将是百分之百。

根据中国商业联合会前不久的统计，电热水器的市场份额在销售数量和销售收入两个方面都已经超过了长期以来占优势的燃气热水器。

该中心预计，在城市电网更大范围改造和城市住房市场大规模启动的带动下，今后几年我国电热水器市场将呈现强劲增长势头。

二、电热水器控制技术历程及趋势

目前市场上的电热水器分连续水流式和贮水式，前者虽具有加热速度快和体积小的优点，但需要的功率大，大多数家庭供电线路难以承受。

而市场上传统的机械式电热水器控制功能不完善，而且精度低、可靠性差，生活质量的提高使得消费者对电热水器功能提出延伸至全新的概念层面。

热水器技术未来将继续朝着以下几个方面发展：

1智能化：

从最初的手动旋钮调节发展到如今数字化调节方式；

2节能技术：

从最初机械结构上的保温节能到控制技术上的定时加热或分步加热技术转变，由于在水温很高时热量流失较快，所以未采用该类技术的产品需要长时间在高温区反复加热，不仅启动频繁，而且耗电量很大，如果用户可根据自己的实际需要设定好规定时段以进行定时倒计时加热，则能将保温耗电降至最低；

3安全稳定性：

由于电热水器不同于一般的家电产品，涉及到人身安全，所以安全问题一直是各大厂家考虑的重点。

随着现在各种安全技术在电热水器设计中的普遍应用，用电环境的日益规范，以及国家对电热水器实行强制认证，安全技术已经成为衡量电热水器的重要标准。

其中安全技术主要体现在能自动检测热水器是否处于正常工作状态，并具有调温、恒温、防干烧、防超高温、防漏电等多项自检功能，使用户在使用过程中安全更有保障。

此外，随着无线通信技术的发展，无线远程控制也将是新一代电热水器的发展方向，用户可以