具有无线数传功能的给水控制器的开发

论文摘要

随着经济的快速发展,高层建筑不断涌现,原有的城市用水管网的压力出现了不足,在用水高峰期由于用水量的急剧增加,导致原本不足的供水压力也急剧下降,高层用户的用水难以保障,给生活带来了极大的不便。针对这一情况,设计了以AT89C52单片机为核心的给水控制器。该系统由若干模块组成,包括数据采集、人机接口(参数设定和数据显示)、电机控制和无线收发等模块,各模块之间采用抗干扰设计。本控制器不但可以可靠地工作,满足用户供水的需求,而且使给水系统的运行和管理更加经济合理化。本给水控制器以管网实际压力和设定压力为参数,通过控制变频器的输出频率来自动调节水泵电机的转速,对水泵进行调速,并根据用水量的大小由单片机控制水泵数量及变频器,实现管网水压的闭环调节,达到恒压供水的目的。此外,设计了使用nRF401的无线射频收发电路,将给水控制器的信息传给上位机,进行数据分析,实现了远程监测,便于形成严格的科学管理体制,取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。由于供水环境复杂,难以为被控对象确定精确的数学模型,本文又在给水控制的算法上做了探索,提出了一种将模糊算法应用于恒压供水控制的设计思路,并利用MATLAB对其模型进行了仿真,为进一步改善恒压供水提供了依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 恒压给水控制的研究现状
• 1.3 无线通信技术的应用
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 给水控制器的总体设计
• 2.1 变频恒压供水的概述
• 2.1.1 变频恒压供水的原理
• 2.1.2 变频恒压供水系统的构成
• 2.2 给水控制器的关键技术
• 2.2.1 给水控制器的主要特点
• 2.2.2 给水控制器的构成
• 2.2.3 给水控制器的抗干扰措施
• 2.3 本章小结
• 第3章给水控制器数据采集模块设计
• 3.1 信号调理电路
• 3.2 A/D 转换
• 2PROM 存储器'>3.3 E²PROM 存储器
• 3.4 程序设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 给水控制器控制模块的设计
• 4.1 给水控制模块硬件电路设计
• 4.2 控制程序设计
• 4.3 本章小结
• 第5章 给水控制器人机接口及时钟模块的设计
• 5.1 参数设定电路设计
• 5.2 数据显示电路设计
• 5.3 时钟电路设计
• 5.4 软件设计
• 5.5 本章小结
• 第6章 给水控制器无线通信模块的设计
• 6.1 给水控制器无线通信硬件电路的设计
• 6.2 无线收发通信协议的制定
• 6.3 无线收发通信程序的设计
• 6.4 本章小结
• 第7章 控制算法的探索
• 7.1 模糊控制基础
• 7.1.1 隶属度函数的建立
• 7.1.2 模糊规则的建立
• 7.1.3 模糊推理
• 7.2 模糊算法的研究
• 7.3 SIMULINK 仿真
• 7.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录1 给水控制器电路原理图
• 附录2 给水控制器实物图
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢