太阳能水位、水温即时监控系统设计.doc

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清华大学2010届本科毕业设计说明书

毕业设计说明书

太阳能水位、水温即时监控系统

学生姓名：

学号：

学院：

专业：

指导教师：

2010年6月

太阳能水位、水温即时监控系统

摘要：

在太阳能的热利用中，用于产生热水的太阳能热水器应用广泛，它充分利用了自然能源——太阳能，节省了大量能源，这对于资源紧张的今天，具有重要意义。

在研究了国内外相关领域的发展趋势和现状后发现，我国太阳能热水器的智能控制程度相对较低。

本文综述了太阳能热水器智能控制技术的发展趋势，对通过单片机AT89C51和无线收发模块GSM对太阳能热水器水位、水温的即时控制和远程监控的工作原理及控制方法进行了深入的研究和讨论,给出了太阳能热水器水位、水温即时监控系统的原理框图和设计过程。

在本设计中由数据采集系统利用水温传感器和水位传感器分别采集水温、水位连续变化的模拟量信号，通过模数转换器把模拟信号转换成数字信号，送到CPU89C51中进行处理，从而实现水位、水温的显示。

然后将采集到的水位、水温的数据通过GSM无线数据传输模块发送到用户手机上，实现对太阳能热水器水位、水温的即时监控。

关键词：

太阳能热水器，AT89C51，GSM无线传输，AT指令

Solarwaterheaterwaterlevel,watertemperature

monitoringsystemtimely

Abstract：

Amongtheapplicationsofthesolarenergy.Solarwaterheaterforheatingwaterisbeingextensivelyapplied.Throughexploringtheenergyfromthenature.thistechnologyisparticularlyimportantfortoday’ssocietytorelievethestressfromlackofsources.Researchedtherelatedfieldspresentandtrendsathomeandabroad,wefoundthatsolarwaterheatersinChinaisrelativelylowlevelofintelligentcontrol.

Thispaperreviewsthesolarwaterheaterintelligentcontroltechnologydevelopmentstatusandtrends,studyanddiscussionin-depththeworkingprincipleandcontrolmethodsofsolarwaterheatersthewaterlevel,watertemperaturecontroltimelyandremotemonitoringbasedthemicrocontrollerAT89C51andGSMwirelesstransceivermodules,togiveoutthedesignandtheoryblockdiagramofsolarwaterheaterwaterlevel,watertemperaturemonitoringtimely.

Inthedesign,thedataacquisitionsystemcollectthesuccessionchangesintheanalogsignalofwatertemperature,waterlevelbythetemperaturesensorsandwaterlevelsensors,convertanalogsignalsintodigitalsignalsthroughtheADC,sentittoCPU89C51toprocessing,inordertoachievethewaterlevel,watertemperaturedisplay.Andthensendthewaterlevel,watertemperaturedatacollectedthroughGSMwirelessdatatransmissionmoduleinputtothemobilephone,makeitcometruethatsolarwaterheaterwaterlevel,watertemperaturemonitorandcontroltimely.

Keywords:

solarwaterheater,AT89C51,GSMwireless,ATcommands

目录

1绪论.............................................................................................................................1

1.1太阳能热水器的发展现状........................................................................................1

1.2需求分析.................................................................................................................2

1.3GSM/SMS技术的发展..............................................................................................3

1.4本设计的目的和意义.............................................................................................4

1.5本设计的主要研究工作.........................................................................................5

1.6本章小结.................................................................................................................5

2系统方案设计.............................................................................................................6

2.1方案功能设计...........................................................................................................6

2.2方案总体设计.........................................................................................................6

2.3方案设计原理.........................................................................................................7

2.3.1单片机的选择.....................................................................................................7

2.3.2无线通信模块的选择.......................................................................................10

2.3.3手机短信协议...................................................................................................11

2.3.4GSM模块中与SMS有关的AT指令..................................................................13

2.4本章小结...............................................................................................................14

3系统硬件电路设计...................................................................................................15

3.1水温测量电路设计.................................................................................................15

3.1.1LM35温度传感器...............................................................................................15

3.1.2A/D转换芯片ADC0832......................................................................................16

3.1.3水温检测电路...................................................................................................17

3.2水位测量电路设计...................................................................................................18

3.2.1LM型液位传感器...............................................................................................18

3.2.2水位测量电路