[发明专利]一种太阳能热水器智能控制器

说明书

技术领域

本发明是一种温度智能控制器，具体的说就是应用太阳能热水器智能控制器。

背景技术

太阳能热水器产业发展迅速，与之形成反差的是与太阳能热水器相配套的太阳能热水器控制系统却一直处在研究与开发阶段。目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单一、操作复杂、控制不方便等问题，很多控制器模块只具有温度和水位测量和显示功能，且测量误差较大；而且主要问题是：无论是太阳能直热还是辅助加热过程均不具备温度控制功能。当由于天气或气候原因而光强不足时，太阳能热水器就会因温度达不到洗浴要求，给使用热水器的用户带来不便；而即使部分太阳能热水器具有辅助加热功能，由于热水器的电加热温度控制过程具有升温单向性、大惯性、滞后性和时变性的特点，应用传统的模拟电路控制方法，很难达到理想的控制效果。有些产品也可能由于加热时间不能智能控制而发生过烧，既浪费电能又易产生事故。另外，有些具有辅助加热功能的热水器采用的是“额定功率加热—长时保温”的模式，在用户开始使用热水前使用额定功率快速加热，而加热到温后的很长时间内一直处于保温状态，在夜间以及非用水时段仍在耗电，从而浪费了较多的电能。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化程度高、成本低、小巧且实用的太阳能热水器智能控制器。

本发明的目的是这样实现的：

它主要包括：单片机最小系统电路、控制器实时时钟接口电路、蓄水箱温度和水位检测接口电路、自动加水控制电路、温度/时间设定键盘电路、辅助加热接口电路。

它的工作原理是这样的：

本系统采用STC89C52RC单片机，结合MATLAB软件的Fuzzy Logic Toolbox设计模糊控制器，以DS12C887芯片为系统提供高精度时钟，利用DS18B20数字温度传感器进行温度测量，通过过零触发交流固态继电器来控制加热棒以模拟太阳能热水器的辅助加热功能；并具有自动检测水位、自动上水、液晶实时显示温度和加热时间、达到设定时间会自动报警提醒等功能；且能够在设定的时间内智能调整功率输出，使控制系统在设定时间内达到设定温度，避免了传统的“额定功率加热—长时间保温”模式，能够进一步地减小能耗，并使设计更具人性化。

它的工作动作过程是这样的：

系统上电后，单片机启动水位检测程序，当水位低于设定值时打开电磁阀加水，直到水位达到设定值时自动关闭电磁阀；此时可以设定加热时间，按“确定”键后，液晶将显示加热时间和温度的设定值/当前值，同时启动加热。在加热过程中，单片机会定时检测水位和自动上水，根据模糊规则和设置时间智能调节加热器的功率，从而使水箱中的水在用户设定时间内，准确、稳定地到达设定温度。

本发明的有益效果是：

本系统所用元器件不多且系统体积小，重量轻，抗干扰能力强，对环境要求不高。完成了单片机部分的软件编写，稳定性较好。

实现较高程度的自动化。

设计上位机界面并编写串口通信程序，实时接收单片机发送的温度值并显示曲线，以直观反映出控制效果并作出分析。

附图说明

图1是本发明的太阳能热水器典型结构图

图2是系统硬件电路总体结构图

具体实施方式

系统上电后，单片机启动水位检测程序，当水位低于设定值时打开电磁阀加水，直到水位达到设定值时自动关闭电磁阀；此时可以设定加热时间，按“确定”键后，液晶将显示加热时间和温度的设定值/当前值，同时启动加热。在加热过程中，单片机会定时检测水位和自动上水，根据模糊规则和设置时间智能调节加热器的功率，从而使水箱中的水在用户设定时间内，准确、稳定地到达设定温度。