太阳能水温检测与水位监控自动控制系统

威海职业学院　王小方

太阳能水温检测与水位监控自动控制系统

威海职业学院王小方

本文介绍一种由单片机为核心的太阳能水温检测与水位监控的自动控制系统。该系统能通过LED数码管实时显示太阳能的水温，并具有自动控制上水、水位显示、低水位报警等功能。通过按钮还可以灵活的控制上水与上水停止，以达到太阳能水箱的水位，始终能保持在接近满水位状态。

传感器；水位监控；水温检测；自动控制；动态显示

0　引言

该自动控制系统是具有水位监控以及水温检测等功能。水位监控功能：可通过发光二极管指示太阳能水箱水位的高低。当水位低于下限值时，能报警、延时、自动上水。当水位在上下限之间的任何位置，均可以通过上水按钮和停止上水按钮自行控制，当水位达到上限值时能自动停止上水。水温检测功能：通过温度传感器随时检测太阳能水箱的水温，并通过LED数码管显示当前的温度。

1　系统电路设计

本控制系统是以单片机STC89C52RC为核心的自动控制系统，控制电路如图1所示。水温的显示采用两位LED七段数码管显示，由单片机的P0输出数码管的段码信号，数码管的位码由单片机的P2.0和P2.1端输出。水位高低的显示采用八只LED发光二极管上下一字型排列，上部的三只用绿色的，中间三只用黄色的，下部的两只用红色的，用于显示水位的高低。显示水位高低的控制信号也是由单片机的P0输出，同时P2.2端输出是否显示水位的信号（指示水位高低的八只发光二极管也相当于一只LED数码管）。因此，水位显示与水温显示综合到一起采用动态显示的方式进行控制显示。

图1　单片机太阳能控制系统电路

（1）水温监控通过温度传感器PT100（热敏电阻性的），将温度变化的信号，转换成对应电压变化量，再经过TLC0831模/数转换集成电路，将模拟电压信号转换成数字量，由单片机的P1口送入单片机，经单片机计算处理，转换成对应的温度值，通过LED数码管显示其对应的温度。

TLC0831是一块八位串行模/数转换集成电路，由于采用串行方式与单片机连接，其目的是具有硬件简单，体积小，特别是占用单片机I/O接口线少的优点。

（2）水位监控由ST178将水位的高低变化转换对应的电压高低变化量，与水温检测相同，也是由TLC0831模/数转换集成电路，将模拟电压信号转换成数字量，同样也是由P1口送入单片机。单片机通过软件处理，用水位高低的数字量，去控制发光二极管由低到高发光的数量，以指示当前水箱内水位的高低。

水位的控制：当水位低于下限值时，首先是水位报警系统动作，报警。为避免用户正在淋浴，此时上水，将导致水温降低。所以报警后，延时20分钟才自动启动电磁阀上水。当水位达到上限值时，系统自动关闭电磁阀，停止上水。另外，通常情况下，用户一般不是等到水位低于下限值才上水，于是增加一个上水控制按钮，在水位低于上限水位的情况下，均可以通过上水按钮，启动电磁阀，上水。同样，水位达到上限值，系统自动关闭电磁阀，停止上水。在上水过程中，用户也可以通过上水停止按钮，停止上水。当水位达到上限值后，上水按钮也不能控制上水，以避免水资源的浪费。

2　系统软件设计

系统控制流程如图2所示。

图2　控制软件流程图

3　结束语

本文介绍太阳能水位监控及水温检测系统，结构简单，功能齐全，控制灵活，且可全天候监控太阳能的水温和水位情况。由于采用了STC89C52RC单片机控制系统，具有性能稳定，体积小，显示直观，控制灵活的特点，由于有了水位上下限的控制功能，既避免了太阳能真空管无水“干烧”现象，也避免了水漫溢出水资源浪费的现象。

［1］姜志海.单片机原理及应用［M］.北京：电子工业出版社，2014，7.

［2］朱永金，成友才.单片机应用技术（C语言）［M］.北京：中国劳动和社会保障出版社，2013，7.

［3］马庆梅.单片机的C语言应用程序设计［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2015，1.

In this paper，An automatic control system for measuring and monitoring the solar water’s temperature and level is introduced.Our system could real-timely display the solar water’s temperature，upper and lower water level and lower water alarm through LED.The water feed and stop could be flexibly controlled by buttons so that the level of solar water tank is always kept in full-water status.

Sensor；Water level monitor；Water temperature Measurement；Automatic control；Dynamic display

王小方（1980—），女，威海职业学院讲师，主要从事电子技术、变流技术及自动控制技术的教学研究。