太阳能热水器无线数据采集系统设计杨顺，刘丽慧*（辽宁工程技术大学电子与信息工程学院，辽宁葫芦岛125105）5101520摘要：本文在给出太阳能水位水温无线传感器模块的功能设计和系统框图的基础上，以STC89C51RC单片机为核心，设计了太阳能热水器无线数据采集系统。在本设计中，给出了各部分的电路连接，分析了其设计原理和实现方法。采用单总线DS18B20数字温度传感器测量水温，采用电极式水位传感器测量水位，采用以无线收发芯片nRF401为核心的无线通信模块进行数据的传输。系统具有简洁、安全、可靠的优点，可广泛用于数字式太阳能产品应用中。关键词：STC89C51RC单片机；水温传感器；水位传感器；无线通信；数据采集：TP273DesignonwirelessdataacquisitionforSolarWaterheaterYangShun,LiuLihui(CollegeofElectricandInformationEngineering,LiaoningTechnicalUniversity,LiaoningHuLuDao125105)Abstract:Thepaper,basedonthefunctiondesignandthesystemblockdiagramofthesolarenergywaterlevelandwatertemperaturesensormodule,employsSTC89C51RCsinglechipmicrocomputerasthecore，Presentsawirelessdataacquisitionsolutionforsolarwaterheatersystem..Partsofthecircuitconnectionisgivenandanalysisismadeonprincipleandmethod.Inthisdesign,onewiredigitaltemperaturesensorDS18B20isusedtomeasuretemperature,electrodetypewaterlevelsensorforwaterlevel,andwirelesscommunicationtransceivernRF40125forwirelessdatatransmitting.Thesystemissimple,safe,reliable,andcanbewidelyusedindigitalproductsintheapplicationofsolarenergy.Keywords:STC89C51RCsinglechipmicrocomputer;watertemperaturesensor;waterlevelsensor;wirelesscommunication;dataacquisition3035400引言太阳能热水器利用集热管将太阳能转换成水箱中水的热能，它是一种完全环保、节能的热水器装置，因此在全球范围内得到了广泛的使用，深受城乡人民欢迎；最简单的太阳能热水器是没有水位、水温监测和显示装置的，使用起来有很多不便利之处；目前，市场上几乎所有的热水器都已经安装了水位水温监测装置，有的甚至设计成了水位、水温监测及全自动上水控制的形式；这种水位、水温监测及控制装置的共同特征是：水箱上的传感器与用户端的监测控制器通过信号电缆连接[1]，该方式的优点是传感器部分的电路和线路比较简单，成本比较低廉；但这种有线连接传感器的方式也存在很多缺陷，具体表现为：（1）为了减少传输信号线的数量，传统水位、水温传感器采用了模拟技术加有线传输的方式，导致检测参数的精度不高；（2）连接水箱传感器的线缆容易受到雷电的强烈影响，导致相连接的电子器件损坏；（3）传感器安装需要辨别线缆顺序，在传感器维修、更换时因没有接线资料带来不便；(4)太阳能水箱端一般没有电源提供，无法安装有源部件。本文针对当前的太阳能热水器水位水温传感器存在的缺陷，设计了太阳能水位水温无线作者简介：杨顺（1965-），男，副教授，研究方向：无线通信、单片机与嵌入式、智能电子设备.ys001@163-1-传感器模块，有效的解决和完善了当前水位水温传感器的缺陷[2]。451系统设计水位传感器太阳能蓄电池COMSTC89C51RCVCC水温传感器图1系统框图无线通信单元Fig.1Thesystemblockdiagram5055系统框图如图1所示。本模块以STC89C51RC单片机为核心，由水位传感器、水温传感器、无线通信单元及太阳能蓄电池构成。水位传感器及水温传感器分别经信号线连接到单片机输入端口，水位传感器、水温传感器将采集到的水位、水温信息传送给单片机，单片机的一个端口与无线通信单元经信号线连接，负责信号的发送及接收。本设计的有益效果是：(1)去掉了传统太阳能热水器屋顶水箱到屋内控制器间的传输线，安装和维护简便；(2)信号线短，降低了雷电影响；(3)信号采集端使用了单片机芯片，方便了传感器的使用，提高了参数采集精度。图2单片机最小系统电路60Fig.2MCUminimumsystemcircuit-2-。水温传感器实时2系统硬件设计2.1单片机最小系统单片机最小系统电路如图2所示。单片机最小系统以单片机STC89C51RC为核心，由复...