基于CAN总线的地源热泵户式中央空调控制系统研究与设计

论文摘要

近年来,随着经济与信息技术的迅速发展,能源的不断利用,能源和环境的问题逐渐凸显。随着人们生活品质的不断提高,作为传统家电的空调也逐渐向低噪音、节能、环保等多功能方向发展,实现全面的智能化、数字化正是大势所趋。地源热泵空调就是利用地下浅层地热能源的即可供热又可制冷的高效节能空调系统,为解决空调系统的节能和环保问题应运而生的。在国外的一些发达国家,经济条件好,住房面积大,在一些不能集中供热的偏远别墅,户式中央空调就成为这样家庭生活的必备产品。本文通过介绍地源热泵空调的发展现状和趋势,分析了户式中央空调的可行性和必要性,接着阐述了地源热泵空调的概念,分类和工作原理。对CAN总线传输原理和协议作了详细介绍,选用ST公司的STM32F103作为主控制器,并简要介绍了IAR程序编译环境。详细介绍了空调系统的水系统和温度控制系统的设计需求和控制方式。最后,给出了系统的硬件电路设计,数据结构设计和CAN总线数据收发的软件程序,整个系统程序围绕一个包含所有参数的参数表,实现数据的存储和读取。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.1.1 课题研究的背景
• 1.1.2 课题研究的目的及意义
• 1.2 地源热泵空调国内外发展现状
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内发展现状
• 1.3 本课题研究的主要内容及章节安排
• 第二章 地源热泵空调系统的工作原理
• 2.1 地源热泵概要介绍
• 2.1.1 地源热泵的概念
• 2.1.2 地源热泵的分类
• 2.1.3 地源热泵工作原理
• 2.2 地源热泵中央空调系统组成
• 2.3 地源热泵系统的特点
• 2.4 本章小结
• 第三章 CAN 总线介绍
• 3.1 CAN 总线概况
• 3.1.1 现场总线概述
• 3.1.2 CAN 总线的概念及特点
• 3.1.3 CAN 总线的结构和数据传输原理
• 3.2 STM32F103 微处理器
• 3.2.1 STM32F103 处理器的特点
• 3.2.2 STM32F 处理器存储器组织
• 3.2.3 启动配置
• 3.3 STM32F103 的CAN 功能
• 3.3.1 主要特性
• 3.3.2 总体描述
• 3.4 IAR EWARM 开发环境简介
• 3.4.1 IAR EWARM 集成开发环境及配套仿真器
• 3.4.2 IAR EWARM 集成开发环境中生成新项目
• 3.5 本章小结
• 第四章 地源热泵水循环系统控制
• 4.1 概述
• 4.2 设备说明
• 4.3 制冷循环控制
• 4.4 压缩机频率控制
• 4.4.1 制热运行
• 4.4.2 制冷运行
• 4.4.3 压缩机频率变化速度控制
• 4.5 电子膨胀阀控制
• 4.6 风扇控制
• 4.7 空调水温度控制
• 4.8 防冻电加热功能
• 4.9 本章小结
• 第五章 空调系统温度控制
• 5.1 系统功能
• 5.2 空调水温控制方式
• 5.2.1 比例阀控制空调水温
• 5.2.2 恒温器或者数字开关控制空调水温
• 5.2.3 混合阀控制区域水温
• 5.3 冷水露点温度控制
• 5.4 空调水加热冷却方式
• 5.4.1 空调水最低和最高温度
• 5.4.2 热泵加热和冷却空调水
• 5.4.3 锅炉加热空调水
• 5.4.4 电加热器加热空调水
• 5.4.5 太阳能加热空调水
• 5.4.6 土壤存储太阳能
• 5.5 系统参数CAN 总线通讯的实现
• 5.6 本章小结
• 第六章 系统软硬件结构设计
• 6.1 系统硬件电路设计
• 6.2 系统数据结构设计
• 6.3 CAN 通信软件设计
• 6.3.1 数据发送程序
• 6.3.2 数据接收程序
• 6.4 显示设计
• 6.5 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录