目前,科學(xué)技術(shù)對(duì)人們生活水平的影響下,智能家居逐漸被人們所接受,許多科技企業(yè)也不斷進(jìn)入智能家居的領(lǐng)域,逐漸形成了智能家居開(kāi)放平臺(tái)。與此同時(shí),太陽(yáng)能等低碳環(huán)保能源受到關(guān)注。太陽(yáng)能熱水器被廣泛推廣。針對(duì)目前市場(chǎng)上太陽(yáng)能熱水器功能單一、操作復(fù)雜的現(xiàn)狀,本文基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等,設(shè)計(jì)了新型的太陽(yáng)能熱水器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的推廣價(jià)值。 

【文章來(lái)源】：自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2018,37(11)

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網(wǎng)絡(luò)控制器架構(gòu)

|TechniquesofAutomation&Applications148《自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用》2018年第37卷第11期行業(yè)應(yīng)用與交流IndustrialApplicationsandCommunications相關(guān)性能參數(shù)見(jiàn)表1。圖2傳感器模塊電路原理表1傳感器相關(guān)性能參數(shù)在該系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)中,選用DS18B20傳感器作為水溫檢測(cè)模塊,該傳感器屬于數(shù)字溫度傳感器,測(cè)量范圍比較廣泛而且精度高,可以并聯(lián)在總線(xiàn)上,最終實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。該傳感器的掉電保護(hù)功能和負(fù)壓特性進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全性。DS18B20傳感器供電方式包括寄生電源供電和外部供電,寄生電源由單總線(xiàn)通過(guò)VDD引腳,所以VDD需要接地,這是DS18B20可以通過(guò)總線(xiàn)來(lái)獲得能量并且存儲(chǔ)在電容中,當(dāng)總線(xiàn)的電平較低時(shí),就會(huì)釋放能量供器件使用[4]。DS18B20的單線(xiàn)通信是分時(shí)完成的,有嚴(yán)格的時(shí)序,根據(jù)規(guī)定,大致可以分為以下四步:(1)復(fù)位初始化,進(jìn)入低功耗狀態(tài)(2)發(fā)送ROM指令:讀指令,選擇定位指令,跳過(guò)檢測(cè)指令、查詢(xún)指令、報(bào)警指令。(3)發(fā)送存儲(chǔ)器指令:寫(xiě)入指令、寫(xiě)出指令、復(fù)制指令、轉(zhuǎn)換指令、回調(diào)指令。(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。4.2.2水量檢測(cè)模塊控制系統(tǒng)的水量檢測(cè)模塊主要運(yùn)用水位傳感器,該設(shè)計(jì)選用電極式水位傳感器,與水有五個(gè)金屬觸點(diǎn),利用水的導(dǎo)電性對(duì)水位進(jìn)行檢測(cè)。電極式水位傳感器外罩是不銹鋼材質(zhì),表面開(kāi)孔,保持內(nèi)部能夠與水充分接觸。內(nèi)部由金屬電極與橡膠管進(jìn)行連接。在五個(gè)電極之間與頂端的橡膠管內(nèi)有五個(gè)電阻,引出兩條接線(xiàn)VCC與測(cè)量端口,在使用時(shí)需要在測(cè)量端口A0串聯(lián)一個(gè)10K的下位電阻,形成分壓電路[5]。如圖3所示。當(dāng)太陽(yáng)能熱水器的內(nèi)部水位逐漸上升時(shí),會(huì)對(duì)五個(gè)電極依次淹沒(méi),從而對(duì)相應(yīng)的電阻進(jìn)行短路,改變電氣回路的狀態(tài)。ArduinoLeonardo的模擬輸入A0-A5口為ADC引腳,分辨率為10位,輸出數(shù)值為0-1023,默認(rèn)輸入電壓為5V。在實(shí)際

噶�、查�?噶睢⒈ň?噶睢?(3)發(fā)送存儲(chǔ)器指令:寫(xiě)入指令、寫(xiě)出指令、復(fù)制指令、轉(zhuǎn)換指令、回調(diào)指令。(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。4.2.2水量檢測(cè)模塊控制系統(tǒng)的水量檢測(cè)模塊主要運(yùn)用水位傳感器,該設(shè)計(jì)選用電極式水位傳感器,與水有五個(gè)金屬觸點(diǎn),利用水的導(dǎo)電性對(duì)水位進(jìn)行檢測(cè)。電極式水位傳感器外罩是不銹鋼材質(zhì),表面開(kāi)孔,保持內(nèi)部能夠與水充分接觸。內(nèi)部由金屬電極與橡膠管進(jìn)行連接。在五個(gè)電極之間與頂端的橡膠管內(nèi)有五個(gè)電阻,引出兩條接線(xiàn)VCC與測(cè)量端口,在使用時(shí)需要在測(cè)量端口A0串聯(lián)一個(gè)10K的下位電阻,形成分壓電路[5]。如圖3所示。當(dāng)太陽(yáng)能熱水器的內(nèi)部水位逐漸上升時(shí),會(huì)對(duì)五個(gè)電極依次淹沒(méi),從而對(duì)相應(yīng)的電阻進(jìn)行短路,改變電氣回路的狀態(tài)。ArduinoLeonardo的模擬輸入A0-A5口為ADC引腳,分辨率為10位,輸出數(shù)值為0-1023,默認(rèn)輸入電壓為5V。在實(shí)際測(cè)量時(shí),輸入值分別在143、200、252、336、503左右,與理論值之間相差并不大,為了使精準(zhǔn)度進(jìn)一步提高,需要適當(dāng)?shù)脑龃筝斎胫档膮^(qū)間。水量的檢測(cè)可以通過(guò)if條件函數(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn),將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量,然后對(duì)相應(yīng)的水量百分比進(jìn)行判斷,在實(shí)際檢測(cè)中通過(guò)監(jiān)視器對(duì)其監(jiān)控。圖3電極式水位傳感器接線(xiàn)4.3執(zhí)行器模塊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)執(zhí)行器模塊主要是通過(guò)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)上水與加熱,其原理如圖4所示。繼電器主要由觸點(diǎn)和線(xiàn)圈組成,在驅(qū)動(dòng)回路中,三極管的基極B接到ArduinoLeonardo的數(shù)字口,主要對(duì)繼電器的通斷電進(jìn)行控制,在繼電器的線(xiàn)圈兩端需要并接一個(gè)二極管IN4148,用于對(duì)反向電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行吸收,防止反向電動(dòng)勢(shì)擊穿三極管而對(duì)其他電路造成干擾。ArduinoLeonardo數(shù)字口D2和D3分別連接控制上水和加熱的開(kāi)關(guān),D4和D6控制繼電器的通斷。上水操作運(yùn)用電磁閥來(lái)對(duì)水流的通斷進(jìn)行控制。加熱操作采用電

【參考文獻(xiàn)】：
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