【正文】 ..................11 主程序的設(shè)計(jì)..............................................................................................................11第四章 熱量表軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)...................................................................................................14 流量串口通訊設(shè)計(jì).......................................................................................................14 溫度檢測(cè)設(shè)計(jì)..............................................................................................................15 焓值按鍵設(shè)計(jì)...............................................................................................................18 顯示部分軟件控制設(shè)計(jì)..............................................................................................18第五章 總結(jié)與展望...................................................................................................................20致謝.............................................................................................................................................21參考文獻(xiàn).....................................................................................................................................22附錄一：總圖.............................................................................................................................23附件二：程序清單.....................................................................................................................24第一章 引言 選題背景如今，節(jié)能成為大家越來(lái)越來(lái)關(guān)注的話題。我國(guó)的建筑能耗很高，是發(fā)達(dá)國(guó)家的3 倍多，而城市供暖是建筑能耗的主要部分，發(fā)達(dá)國(guó)家大多采用能調(diào)節(jié)和控制的供熱系統(tǒng)。城市供熱，特別是北方供熱正在邁出改革步伐，迫切需要高新計(jì)量設(shè)備進(jìn)入供熱領(lǐng)域，改變我國(guó)城市目前采暖技術(shù)的落后局面。多年來(lái)，我國(guó)一直采用計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代的全福利式居民取暖體制，以居民小區(qū)為單位，共用一個(gè)控制閥，以住宅面積為熱量的計(jì)量依據(jù)。隨著改革開(kāi)放的不斷深入，人民生活水平的不斷提高，商品意識(shí)的不斷加強(qiáng)，舊體制已遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)生活的發(fā)展。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和個(gè)人需求的提高，對(duì)取暖的質(zhì)量要求越來(lái)越高，越來(lái)越多樣化，有人寧愿多花一些錢來(lái)享受一個(gè)暖冬，有人根據(jù)自己經(jīng)濟(jì)條件喜歡經(jīng)濟(jì)一點(diǎn)，過(guò)得去就行。不論是哪種需求，都有一個(gè)共同點(diǎn)，就是希望取暖就像商品一樣，花多少錢享受多少熱量，明碼實(shí)價(jià)，錢花得其所。而現(xiàn)在所有的供暖方式，只要是同一個(gè)供暖單位供熱，都只能是一樣，根本無(wú)法滿足用戶自己調(diào)節(jié)的要求。供熱由供熱單位單一方支配，隨意性強(qiáng)，缺少制約機(jī)制。在現(xiàn)有的供熱體制下，取暖費(fèi)交給供熱單位后，這一冬季的取暖全在供熱單位的控制下，無(wú)法建立有效監(jiān)督機(jī)制?，F(xiàn)有的大鍋式取暖方式必須改革，讓供暖走向市場(chǎng)，把熱量回歸為商品，讓人們對(duì)熱量的需求如同對(duì)普通商品一樣，多花錢多買，少花錢少買，建立公平的供求關(guān)系。只有按實(shí)際供熱量收費(fèi)，才能調(diào)動(dòng)用熱和供熱的雙方積極性，節(jié)能工作才能真正落實(shí)。 熱量表簡(jiǎn)介按熱量計(jì)費(fèi)，必須有熱量計(jì)量工具，而熱量表就是建立在用戶計(jì)量的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)量流經(jīng)熱交換系統(tǒng)的熱總量。熱量表能實(shí)現(xiàn)把熱量作為一種商品供應(yīng)千家萬(wàn)戶。一戶一表，一戶一閥。一個(gè)完整的熱量表由三個(gè)部分組成:流量傳感器，用以測(cè)量流經(jīng)熱交換系統(tǒng)的熱水流量；配對(duì)溫度傳感器，分別測(cè)量供暖進(jìn)水和同水溫度；計(jì)算顯示器，根據(jù)與其相連的流量傳感器和溫度傳感器提供的流量和溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)熱量公式計(jì)算出從熱交換系統(tǒng)獲得的熱量。目前比較實(shí)用的有三種熱量表，霍爾式、電磁式和超聲波式熱量表。在這三種熱量表中，霍爾式熱量表是通過(guò)霍爾效應(yīng)測(cè)量水的流量。霍爾式熱量表具有耗電少，抗干擾性好，安裝維護(hù)方便各價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，其測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)工作要求不高，因此現(xiàn)在應(yīng)用比較多，在熱水管網(wǎng)的計(jì)量中占據(jù)主導(dǎo)地位。電磁式熱量表是按法拉第定律測(cè)量水的流量，其測(cè)量腔體內(nèi)部沒(méi)有任何可動(dòng)部件，但對(duì)供熱介質(zhì)的電導(dǎo)率要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，功耗大，在用戶中使用較少。超聲波式熱量表是通過(guò)超聲波射線直射或反射的方法測(cè)量水的流量，對(duì)介質(zhì)成分沒(méi)有要求。優(yōu)點(diǎn)是量程大、計(jì)量精度高。用戶型熱量表普遍采用的結(jié)構(gòu)形式是緊湊型，將進(jìn)水溫度探頭和流量表一體，回水溫度探頭與之分開(kāi)，計(jì)算顯示器可與流量表裝在一體。這種結(jié)構(gòu)靈活，不受安裝空間限制，缺點(diǎn)是安裝調(diào)試麻煩。而一體化熱量表把流量計(jì)，進(jìn)水溫度傳感器，回水溫度傳感器和計(jì)算顯示器安裝在一體，這種結(jié)構(gòu)安裝簡(jiǎn)單，無(wú)需調(diào)試。只有采用高質(zhì)量的的熱量表，才能滿足用戶和供熱商的雙方利益。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 熱計(jì)量技術(shù)起源于歐洲，早在 20 世紀(jì) 20 年代歐洲就開(kāi)始進(jìn)行按戶計(jì)量采暖費(fèi)用，尤其是經(jīng)歷了 70 年代初期的能源危機(jī)后，如何在保持經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)節(jié)省有限的能源成了各國(guó)的研究課題，相應(yīng)的“熱表”經(jīng)歷了從機(jī)械式、電子模擬積分式、電子數(shù)字積分式，直到微處理器為基礎(chǔ)的智能式的發(fā)展過(guò)程。在 80 年代初期，采暖計(jì)費(fèi)制度己經(jīng)在歐美國(guó)家普及了，實(shí)施供熱計(jì)量計(jì)費(fèi)方法也逐步得到完善，熱量計(jì)量技術(shù)也已經(jīng)基本成熟。 我國(guó)熱量表的自行研制始于上世紀(jì)九十年代，19972022 年歐洲標(biāo)準(zhǔn)《熱量表EN1434》逐漸被一些企事業(yè)單位所了解和重視，中國(guó)熱量表的研制開(kāi)發(fā)走上了正軌。由于我國(guó)熱量表方面的研究處于初級(jí)階段，存在一定上的盲目性和探索性，研究中遇到了一些問(wèn)題和爭(zhēng)議，考慮到國(guó)外的國(guó)情各國(guó)內(nèi)的又不一樣，只能靠自己摸索。目前，國(guó)內(nèi)不少單位根據(jù)建筑采暖必須計(jì)量收費(fèi)的原則，已著手研究開(kāi)發(fā)建筑節(jié)能技術(shù)各產(chǎn)品，引進(jìn)、消化、研制相關(guān)的控制手段和儀表。國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)的計(jì)量方法及儀表基本是采用樓棟熱表和熱水流量表計(jì)量方法，國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)工程中使用的有：葉輪式熱量表、電磁式熱量表、超聲波式熱量表、蒸發(fā)式熱量表和電子式熱量表。世界各國(guó)越來(lái)越重視按戶計(jì)量收費(fèi)，我國(guó)已經(jīng)在多個(gè)城市進(jìn)了按戶計(jì)量的試驗(yàn)工程，一些城市已開(kāi)始以各種手段促進(jìn)這一技術(shù)的發(fā)展。 開(kāi)發(fā)熱量表的意義和前景 如今，節(jié)能與環(huán)保成為我國(guó)的重要國(guó)策。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)德國(guó)熱力系統(tǒng)調(diào)研，采用熱量表可以降低能源消耗 10~30%。同時(shí)還可緩和城市燃料運(yùn)輸緊張的狀況，減少對(duì)大氣的污染。熱量表主要是用于集中供暖的居民住宅，商用辦公室所耗熱量的計(jì)量。戶用熱量表的使用市場(chǎng)主要有兩個(gè)方向:一個(gè)是采暖地區(qū)新建的居民住宅。另一個(gè)是現(xiàn)有的尚未實(shí)行供熱按計(jì)量收費(fèi)的居民住宅。目前國(guó)家每年新建采暖居住建筑為 7 億平方米左右，按平均每戶 80 平方米計(jì)，近 1000 萬(wàn)戶，按建設(shè)部的要求從 2022 年開(kāi)始新建住宅都應(yīng)安裝熱量計(jì)量設(shè)施，但由于各地情況不同、經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡，地方政策的差異等因素，不可能同時(shí)全部安裝。盡管如此，東北、西北和華北地區(qū)的大中城市從 19992022 采暖期也開(kāi)始安裝，并有很多大中城市已明令從 2022 年起必須在商品住宅上安裝熱量計(jì)。目前各省正在積極制定有有關(guān)政策使供熱商品化，同時(shí)建設(shè)部節(jié)能規(guī)劃中也要求在 2022年開(kāi)始將“熱”過(guò)渡為商品，熱量表產(chǎn)品正處在市場(chǎng)需求的上升期，未來(lái)市場(chǎng)是巨大的。由于舊的供暖視住宅面積大小收費(fèi)，在當(dāng)前形式下，這種技術(shù)的投產(chǎn)應(yīng)用必將帶動(dòng)新一輪的市場(chǎng)增長(zhǎng)點(diǎn)，并推動(dòng)熱量表技術(shù)的不斷發(fā)展與完善?？傊疅崃勘淼膽?yīng)用是一個(gè)嶄新的，具有很強(qiáng)生命力的項(xiàng)目，前景深遠(yuǎn)。 研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)本文針對(duì)熱量表的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，在閱讀了大量文獻(xiàn)和資料的基礎(chǔ)上，成功設(shè)計(jì)了一套用于計(jì)量熱量的熱量表系統(tǒng)。該系統(tǒng)能體現(xiàn)了熱量表的智能化，能很好的解決上述中的問(wèn)題。該熱量表重點(diǎn)在于溫度傳感器，流量傳感器，顯示模塊和按鍵模塊的設(shè)計(jì)。熱量表通過(guò)回水溫度、給回水溫度、瞬時(shí)流量、累計(jì)流量等參數(shù)計(jì)算在熱量表上顯示出總累計(jì)熱量值。通過(guò)采集器連接上位機(jī)，物業(yè)管理部門可以通過(guò)上位機(jī)監(jiān)視用戶的用熱情況。第二章 熱量表硬件電路設(shè)計(jì) 電源電路的設(shè)計(jì) 由于中央處理系統(tǒng)是單片機(jī)，而通用的 220V 的交流電源不能滿足需求，所以需要外圍處理之后的+5V 的直流電源給單片機(jī)以及一些芯片供電。具體的電路如圖 所示：圖 在電源電路中，使用 TRAN—ZPZS 作為變壓器，電壓經(jīng)過(guò)整流器整流之后將交流變?yōu)橹绷麟娐贰Ｓ蓸?biāo)準(zhǔn) 5V 正弦波電壓信號(hào)改變?yōu)槿珵檎碾妷盒盘?hào)。再由 7805 三端穩(wěn)壓器將電壓穩(wěn)定在 5V 信號(hào)，途中的 CC2 是穩(wěn)壓及濾波的作用。 主控部分的設(shè)計(jì)單片機(jī)在使用前，應(yīng)該有一些外圍的輔助電路，其中包括復(fù)位電路，時(shí)鐘電路。時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生 MCS—51 單片機(jī)工作時(shí)所需的始終控制信號(hào)。MCS—51 單片機(jī)的內(nèi)部電路在時(shí)鐘信號(hào)控制下，嚴(yán)格的按時(shí)序執(zhí)行指令進(jìn)行工作。而時(shí)序所研究的指令執(zhí)行中各個(gè)信號(hào)的時(shí)間