1、 毕业设计开题报告 学学 生生 姓姓 名名： 学学 号：号： 学学 院院、系系： 信息与通信工程学院 光电工程系 专专 业业 ： 光信息科学与技术 设设 计计 题题 目目： 太阳能水位、水温即时监控系统 指 导 教 师指 导 教 师 : 2010 年年 3 月月 15 日日 毕毕 业业 设设 计计 开开 题题 报报 告告 1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献 综述： 文文 献献 综综 述述 1 1 研究的背景和意义研究的背景和意义 太阳能热水器产业经历了近二十年的发展历程，这个产业是我国科技成果转化的产 物，与其他科技产业不同，太阳能热水器拥有完全的自主创新技
2、术，与国际同步。正因为 如此，目前这个产业从产品的核心技术到零部件基本实现国内自主生产，一直拥有较好的 市场空间和盈利水平 1 。据统计，中国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国，年产量 约为世界各国之和。但是与之配套的太阳能热水器控制器却一直处在研究与开发阶段 2 。 随着太阳能热水器集热管的改进，太阳能热水器的集热效果大大增强，太阳能热水器已经 成为百姓家里日常洗澡、取暖、用热水的不可缺少的能源装置。 但目前市售的太阳能热水器产品仍存在着很多不足之处，如受季节和天气的影响较 大，不能实现全年的正常使用，提供的热水量不够充足等，而且大部分没有配备全自动的 水位、水温显示及控制仪器，虽然配有电
3、加热辅助装置，但都不是自动的，致使用热水时 不知道水温及用水量的多少，带来许多不便 3 。尤其是在冬天太阳光较弱时不能及时监控 太阳能热水器的水温，适时启动电加热器，只好等几个小时才能洗澡。由于对水位的监控 不够及时准确，储水箱蓄水量不足引起的空烧空晒，不但会损坏热水器，甚至引起火灾， 给用户造成很大的安全隐患。 随着人们生活节奏日益加快、 安全意识不断提高， 人们要求太阳能热水器更加智能化、 人性化， 不但希望太阳能热水器的监控系统更加安全， 更加希望能够实现四季的正常使用， 阳光充足时不消耗常规能源，阳光不足时及时启动电加热，按照用户的不同设定，可实现 自动上水，随时随地监控太阳能热水器等
4、。这就需要一种监控即时性更高、警报功能更灵 活、使用过程更便利的太阳能热水器监控系统。 在现代社会科学技术水平迅猛发展的大环境下,特别是计算机技术、无线通信技术、 网络技术、控制技术、信息技术的发展,促使工业自动化控制向着智能化、无线化方向发 展 4 。本设计中基于无线收发模块和 GSM 模块的太阳能热水器监控系统不但克服了传统太 阳能热水器存在的监控模式死板、信息反馈不及时、实时性不高等弊端，而且可以实时采 集的水位、水温数据，实现即时提醒、报警的功能。 2 2 国内外的研究现状国内外的研究现状 在世界范围内，太阳能热水器技术已很成熟，并已形成行业，正在以优良的性能不断 地冲击电热水器市场和
5、燃气热水器市场。国际上，太阳能热水器产品经历了闷晒式、平板 式、全玻璃真空管式的发展，目前其产品的发展方向仍注重提高集热器的效率，如将透明 隔热材料应用于集热器的盖板与吸热间的隔层，以减少热量损失；聚脂薄膜的透明蜂窝已 在德国和以色列批量生产 5 。但是现今国内外市场上的太阳能热水器许多都没有即时监控 系统，用户每天早上起来都需要先给太阳能热水器上水，一旦忘记，机器可能空晒干烧。 还有一部分太阳能热水器所配置的监控仪表， 实际上只是一个水位水温仪， 只能提醒用户， 而且发挥作用范围有限，警报作用很容易被忽视，用处也不大 6 。目前生产的太阳能热水 器虽部分也配备了水位、水温测控装置，但普遍存在
6、下列问题：（1）采用直流水介质电 接点型水位传感器，因电解效应，电极极易腐蚀导致接触不良，可靠性低，电极寿命短。 （2）大多数厂家水位分级仅有34级，分辨力为80100mm，不能满足用户需要，且成本 较高。（3）大多数厂家生产的热水器智能化程度不高，用户界面不友善，即使具有辅助 加热功能，由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费大量的电能 7 。 我国目前较为先进的太阳能热水器的基本功能如下：（1）显示水位、水温及工作状 态，水温水位任意设定。（2）自动上水，防空晒干烧，安全自检，水满及缺水自动报警。 （3）自动控制电辅助加热， 太阳的光能不能满足水温要求时，自动启动电辅助加热 8 。 （4）户外管道自动防冻功能，当管道内水温低于 4 度时，启动电热带，防止管道结冻， 实现冬季管道无需排空。（5）异常自动报警，漏电保护等功能 9 。 我国现今的太阳能热水器的监控系统主要是利用传感器和单片机建立的一个对光热、 电热实现智能互补的控制系统，其主要功能有：水位、水温的测量与显示；实现四季 的正常使用，阳光充足时不消
