【正文】 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)的期限： 自 20xx 年 10 月 20 日至 20xx 年 12 月 30 日 五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃： 起 至 日 期 工 作 內(nèi) 容 備 注 小組討論畢業(yè)設(shè)計(jì)選題 查閱相關(guān) 資料 進(jìn)行電路仿真調(diào)試，修改電路 仿真后撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 重慶航天職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的太陽能自動(dòng)蓄水池管理系統(tǒng) 摘 要 現(xiàn)在社會(huì)，伴隨著消費(fèi)和人們對生活品質(zhì)要求的提高，太陽能熱水器已經(jīng)成為家用必備產(chǎn)品，而且人們對家用 電器的智能化要求更高。電子設(shè)計(jì)和仿真工作完成之后，可進(jìn)一步制作實(shí)物進(jìn)行調(diào)試。 答辯委員會(huì)（或小組）評語： 成績： 主持答辯人簽名： 職稱： 月 日 重慶航天職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目： 基于單片機(jī)的太陽能自動(dòng)蓄水池管理系統(tǒng) 二、原始依據(jù) （選題背景） 飲水衛(wèi)生直接影響人們的身體健康 .在廣大農(nóng)村 ,農(nóng)民為了能飲用清潔衛(wèi)生的水 ,在房頂放置一個(gè)容積為 2 立方米的不銹鋼水桶 ,用高揚(yáng)程水泵把干凈的地下 水抽到蓄水桶中供飲用和日常生活用水 .但由于沒有自動(dòng)控制裝置 ,存在很多不便。并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。要獨(dú)立思考，自己動(dòng)手，不得抄襲或找人代筆。是鍛煉學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)正確分析和解決實(shí)際問題的一個(gè)重要方面，也是高職培養(yǎng)應(yīng)用型專門人才的要求。 二、導(dǎo)教師應(yīng)為具有講師以上或相應(yīng)職稱的有關(guān)專業(yè)人員，且專業(yè)對口（指所指導(dǎo)專業(yè)應(yīng)同所聘教師專業(yè)職稱相一致）。 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)選題要符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求。 五、答辯過程中學(xué)生要嚴(yán)認(rèn)真，文明禮貌，謙虛謹(jǐn)慎，認(rèn)真回答答辯主持人，委員等提出的問題。由于蓄水時(shí)間長無人守候 ,常出現(xiàn)“水滿為患”的現(xiàn)象 ,設(shè)計(jì)一款價(jià)廉物美的自動(dòng)控制裝置與現(xiàn)有飲水設(shè)備構(gòu)成自動(dòng)供水系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)蓄水池缺水時(shí)能自動(dòng)泵入新鮮的地下水 ,水滿能自動(dòng)停機(jī)的功能 ,能使用水更方便 ,更省時(shí)省力 ,提高農(nóng)民朋友的生活質(zhì)量。 ： （ 1）能夠根據(jù)液面檢測傳感器的傳輸結(jié)果，自動(dòng)控制水位在某一合理范圍內(nèi)； （ 2）能夠顯示液面的實(shí)際高度； （ 4）液面可檢測高度在 20200cm 范圍之間； 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文撰寫的要求 （內(nèi)容、格式、字?jǐn)?shù)） ； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容為：封面、首頁、摘要和關(guān)鍵詞、目錄、引言、正文、結(jié)論、致謝、參考文獻(xiàn)、附錄等。本設(shè)計(jì)針對太陽能熱水器中蓄水池的水位和水溫進(jìn)行檢測，在設(shè)定值范圍內(nèi)對水位進(jìn)行調(diào)節(jié)，本系統(tǒng)，控制可靠、穩(wěn)定、并能適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。太陽能蓄水池自動(dòng)水位、水溫控制裝置就是根據(jù)這項(xiàng)技術(shù)來設(shè)計(jì)的。 此裝置完成了自動(dòng)控制的過程，本設(shè)計(jì)中用 LED 的亮滅來模擬電磁閥動(dòng)作完成上水控制，當(dāng)水位低于系統(tǒng)設(shè)定溫度是啟動(dòng)上水系統(tǒng)，水滿時(shí)自動(dòng)停止。通過自己在書籍上或網(wǎng)絡(luò)查閱的相關(guān)資料我選擇了用單片機(jī)設(shè)計(jì)太陽 能蓄水池水位水溫控制裝置，在明確了設(shè)計(jì)目的的基礎(chǔ)上我認(rèn)真研究耐心分析，在老師的幫助和小組成員的共同努力下完成了這份設(shè)計(jì)，尚有很多不足之處希望老師們批評指正，從而能得到不斷的進(jìn)步，提高自己的能力。 本設(shè)計(jì)主要利用 AT89C51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對太陽能蓄水池水位控制和水溫檢測，實(shí)現(xiàn)了水箱缺水智能上水，而且人們通過數(shù)碼管顯示對水位和水溫有個(gè)直觀的了解，也節(jié)省了時(shí)間。數(shù)字邏輯電路控制器使近十幾年來發(fā)展起來的一種新型 控制電路，具有功能齊全、控制簡單、抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格便宜、重量輕、耗電省等優(yōu)點(diǎn)。 (1)水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ① 利用電導(dǎo)式傳感器的 四 個(gè)電極設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能熱水器的水位。 根據(jù)以上的要求，該水位傳感器控制系統(tǒng)電路大致設(shè)計(jì)為下圖 11 ： 重慶航天職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 2 圖 11 水位傳感器控制原理圖 (2)水溫檢測系統(tǒng) ①利用溫度傳感器采集蓄水池內(nèi)的水溫。 當(dāng) 水箱中的水上升到需要的高度時(shí)， 單片機(jī)系統(tǒng)控制電磁閥斷電， 停止向水箱中送水。 在現(xiàn)實(shí)中人每天進(jìn)行上下水要花費(fèi)大量時(shí)間，還有可能忘記，而隨著社會(huì)的進(jìn)步，重慶航天職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 3 時(shí)間的經(jīng)濟(jì)化，加水時(shí)有會(huì)忘記，隨著生活水平的提高， 人們所 對家用品智能化要求也越來越注重。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，有理由相信未來的單片機(jī)技術(shù)與數(shù)字技術(shù)使用會(huì)更加普及發(fā)展會(huì)更加迅速。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（ PTC）在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（ NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。 ② 測溫范圍 － 55℃～ +125℃，固有測溫誤差（注意，不是分辨率，這里之前是錯(cuò)誤的） ℃。由于它采用內(nèi)部補(bǔ)償，所以輸出可以從 0℃開始。其電源供應(yīng)模式有單電源與正負(fù)雙電源兩種，其引 腳如圖一所示，正負(fù)雙電源的供電模式可提供負(fù)溫度的量測；兩種接法的靜止電流 溫度關(guān)系，在靜止溫度中自熱效應(yīng)低 (℃ )，單電源模式在 25℃下靜止電流約 50μ A，工作電壓較寬，可在 4— 20V 的供電電壓范圍內(nèi)正常工作非常省電。 LM35DZ 輸出為 0℃～ 100℃，而 LM35CZ 輸出可覆蓋－ 40℃～ 110℃，且精度更高，兩種芯片的精度都比 LM35 高，不過價(jià)格也稍高。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O 埠多，如驅(qū)動(dòng) 5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 5 8＝40 根 I/O 埠來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89S51 單片機(jī)可用的 I/O 埠才 32 個(gè)呢。在輪流顯示過程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的 視 覺暫留 現(xiàn)象及發(fā)光二極體的 余輝效應(yīng) ，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O埠，而且功耗更低 ,因此滿足本次設(shè)計(jì)選用了 LED數(shù)碼 管動(dòng)態(tài)顯示的方式。可以說沒有傳感器就沒有現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù) 。 （ 1）傳感器在機(jī)械制造中的應(yīng)用 在石油 、 化工 、 電力 、 鋼鐵 、 機(jī)械等工業(yè)生產(chǎn)中，需要及時(shí)檢測各種工藝參數(shù)的相關(guān)信息，并通過電子計(jì)算機(jī)或控制器對生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)化控制。在智能建筑物的各個(gè)方面，如信息和通信系統(tǒng)、交通管理、加熱與通風(fēng)機(jī)空氣調(diào)節(jié)、能源管理、個(gè)人安全與保障系統(tǒng)、維護(hù)管理、靈巧的居室裝置以及新的智能建筑結(jié)構(gòu)，都要應(yīng)用各種傳感器。防火、防盜，廣泛應(yīng)用了光電。 重慶航天職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 8 （ 7）傳感器在人體醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 在醫(yī)療上應(yīng)用的傳感器可以對人 體溫度、血壓、心腦電波及腫瘤等進(jìn)行準(zhǔn)確地測量與診斷。 （ 11）傳感器在軍事方面的應(yīng)用 利用紅外探測儀可以探測地形、發(fā)現(xiàn) 地物及敵方各種軍事目標(biāo)；紅外雷達(dá)具有搜索、跟蹤、測距等功能，可以搜索幾十到上千千米內(nèi)的目標(biāo)；其他還有紅外制導(dǎo)、紅外通信、紅外夜視、紅外對抗等。為此 ,在水內(nèi)安裝浮球，外面安有不變的接觸金屬棒 A、 B、 C、 D 接觸開關(guān)點(diǎn)來感知水位變化情況。供水時(shí)，單片機(jī)控制電磁閥通電供水，水位不斷上升，滑竿在浮球帶動(dòng)下沿套管上升，當(dāng)重慶航天職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 滑竿上升到頂位時(shí)，則使接觸開關(guān) D接地，單片機(jī)控制關(guān)閉電磁閥，停止上水。 控制信號(hào)由 端輸出，去控制電磁閥。 水位控制原理 到達(dá)低水位時(shí) ， 接觸開關(guān) sw1 接地， 單片機(jī)控制電磁閥通電，水位不斷上升，滑竿在浮球帶動(dòng)下沿套管上升，當(dāng)滑竿上升到頂位時(shí)， 則使接觸開關(guān) sw4 接地 ， 單片機(jī)讓電磁閥關(guān)閉水源。單機(jī)控制與水管上的電磁閥 相連，當(dāng)水箱內(nèi)無水時(shí)，滑竿落到箱底，使接觸開關(guān)（ A）接地，單片機(jī)程序使電磁閥（ 7）導(dǎo)通進(jìn)水。仿真圖如圖48 所示： 圖 48 系統(tǒng)仿真圖 模擬水位和溫度信號(hào) 時(shí)鐘電路 單片機(jī) AT89C51 芯片 電磁閥裝置（ LED） 水位顯示 溫度顯示 電源電路 重慶航天職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15 程序和程序流程圖 （ 1）程序流程圖 圖 49 程序流程圖 開始 系統(tǒng)初始化 讀取溫度和水位信號(hào) 計(jì)算溫度 顯示 判 斷 水位 關(guān)閉電磁閥 停止上水 打開電磁閥上水 高水位 低水位 重慶航天職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16 總 結(jié) 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)是基于在單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，充分利用單片機(jī)的控制功能和方便通信接口，該檢測控制系統(tǒng)在仿真軟件上成功的仿真，實(shí)現(xiàn)了水位檢測、自動(dòng)控制、水溫檢測，提高了系統(tǒng)本身的自動(dòng)控制能力。經(jīng)過一個(gè)多月的不懈努力，我終于圓滿的完 成了在開題報(bào)告中原定的基本任務(wù)，我們先通過仿真軟件進(jìn)行了系統(tǒng)水位與水溫分開和整體仿真，再對電路圖進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究，最后進(jìn)行元器件選擇方案比較。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中 ，我們將所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)際開發(fā)結(jié)合起來，理論聯(lián)系實(shí)際，提高了專業(yè)技能。