基于单片机的楼宇供暖节能系统的设计

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1、http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛基于单片机的楼宇供暖节能系统的设计张志伟，王学水，王岩庆（山东科技大学理学院应用物理系，山东青岛266510）摘要：设计了一种楼宇供暖节能系统。本系统以AT89C55单片机为核心，选取数字温度传感器DS18B20测量温度，自动控制回水流量，从而保证室内温度在稳定的范围内。并且通过RS-485通信接口和以太网串口数据转换模块与上位计算机通信，实现供暖的集中监控和管理。使用该系统在保证了供暖舒适性的同时最大

2、限度的节约了能源，降低了供暖费用。关键词：单片机；节能控制；以太网；集中控制中图分类号：TP271文献标识码：BTheDesignofBuildingHeatingEnergyConservationSystemBasedonSingle-chipZHANGZhi-wei,WANGXue-shui，WANGYan-qing(CollegeofScience,SDUST,Qingdao266510,China)Abstract:Thisarticleintroducesabuildingheatingenergyco

3、nservationsystembasedonsingle-chip.ThesystemcanadjustbackwaterflowautomaticallyaccordingtothetemperaturefromthedigitalthermometerDS18B20tokeeptheindoortemperatureinastationaryrange.Inaddition,heatinginformationistransportedtothehostcomputerthroughRS-485interfa

4、ceandEthernetserialportmodules.Thehostcomputermanagestheheatingsysteminaunifiedway.Thesystemensuresheatingcomfortandsavesmuchenergy.Keywords:single-chip;energyconservationcontrol;Ethernet;intelligentcontrol1引言冬季采暖是中国北方地区必不可少的，主要采用集体供暖的形式。热源供给主体是热力公司或小区锅炉房，但是这种

5、供暖方式能源利用率较低。随着城市的能源供应越来越紧张，能源价格不断上涨，暖气节能问题成为人们所关注的焦点。为此，我们研制出了这套楼宇供暖节能系统，它提高了供暖效率，极大地节约了能源。2楼宇供暖节能系统的工作原理图1楼宇供暖节能系统工作原理图图1为楼宇供暖节能系统的工作原理图。本系统的核心是暖气节能控制仪。它通过传感器采集温度、压力数据，并由单片机AT89C55进行分析。当室内温度降低时，暖气节能控制仪自动加大电动调节阀的开度，使进入用户的热水流量多一些，此时用户获得的热量增多，1http://www.elecfan

6、s.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛室内温度会升高；反之，室内温度升高时，暖气节能控制仪自动减小阀门开度，使进入用户的热水流量少一些，此时用户获得的热量减少，室内温度会降低。这样保证了用户室内温度的稳定。同时，暖气节能控制仪通过以太局域网把供暖信息远程传输到供暖控制中心的主控微机上，管理者通过主控微机上的软件监测、控制暖气控制仪的工作，在温度、压力出现异常时及时对供暖线路进行检查维修。3硬件电路设计本系统主控单片机为AT89C55，结合外围模块实现楼宇供暖节能控制。主要的外

7、围模块包括：键盘输入模块；显示模块；温度、压力采集模块；外存储器模块；阀门控制模块；数据远程传输模块和电源及复位模块。系统结构框图如图2所示。图2楼宇供暖节能系统结构框图3.1压力、温度采集模块压力传感器采用电阻应变式，四个电阻应变片组成电桥的四个臂，输出与压力成正比的差分信号。这种全桥差动电路没有非线性误差，电压灵敏度高，且具有温度补偿作用。为了提高测量精度，测压电桥输出的信号由漂移低、线性度好、高输出阻抗和高共模抑制比的仪器用差分放大器OP07对信号进行放大。放大后的信号进入模数转换器ADC0809，由ADC0

8、809把模拟信号转化为数字信号后进入单片机。根据系统所测温度的范围和精确度（0.1℃）的要求，常用的铂电阻和热电偶温度传感器都符合条件，但是它们输出的是模拟信号，远距离传输时容易受到干扰。通过比较，我们选用集成智能数字温度传感器DS18B20。DS18B20是DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器，测温范围为-55℃～+125℃，转换精度可达0.062