太阳能/地热能/热泵综合实验台数据采集监测系统的研发

【摘要】：我国土地辽阔,太阳能、地热能资源丰富。土壤源热泵可利用地下浅层土壤热源,通过消耗少量高品位电能来实现低品位能量的转移,从而达到夏天制冷冬天制热的目的。而太阳能即可用于北方采暖期时的热源,又可四季为建筑提供生活热水。土壤源热泵及太阳能的应用对我国的建筑节能及环境保护起着重要的作用。 本文针对太阳能集热器、地埋管换热器及热泵单一或联合运行工况,开发出一套数据采集监测系统。在完成实验台建设及测量仪器的安装后,对数据采集监测系统进行选型,绘制电路原理图并制成电路板,最终编写程序实现数据采集、处理、显示和保存、通讯等功能。该监测系统由四个部分组成:一、以单片机为核心的温度采集系统;二、热量表采集系统;三、采集板卡采集系统;四、上位工控机系统。本文主要从硬件和软件两大部分对数据采集监测系统进行阐述。硬件方面主要包括芯片实际功能选型、电路设计分析;软件方面包括各部分采集系统的软件实现及与上位工控机的通讯、上位工控机的人机交互及数据管理功能实现。 通过对太阳能/地热能/热泵综合实验台进行调试运行,数据采集监测系统在实验台运行过程中稳定可靠。本数据采集监测系统为研究土壤温度的变化、太阳能采集利用情况、系统热平衡问题等提供实验数据。为高校教学、科研及推动太阳能和土壤源热泵的产业化、市场化作出坚实的铺垫。 【关键词】：太阳能/地热能/热泵 数据采集 监测 通讯
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP274.2;TK113
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 土壤源、太阳能资源在我国的分布情况及其特点7-9
• 1.1.1 太阳能、土壤源资源在中国分布情况7-8
• 1.1.2 太阳能、土壤源的特点8-9
• 1.2 课题的提出及意义9-10
• 1.3 课题的主要工作10-11
• 第二章 太阳能/地热能/热泵综合实验台介绍11-16
• 2.1 实验台空调小室简介11-12
• 2.2 太阳能集热系统12-13
• 2.3 地埋管换热系统13
• 2.4 热泵工质循环系统13
• 2.5 室内空调管路系统13
• 2.6 实验台功能13-16
• 第三章 数据采集监测系统结构及硬件设计16-37
• 3.1 实验台监测系统方案确定16-17
• 3.2 监测系统结构设计17-18
• 3.3 监测系统数据采集的硬件设计18-33
• 3.3.1 基于传感器的数据采集系统的实现19-28
• 3.3.2 温湿度变送器采集方式的实现28-31
• 3.3.3 热量表采集方式的实现31-33
• 3.4 监测系统通讯的硬件设计33-35
• 3.5 监测系统硬件抗干扰设计35-37
• 第四章 数据采集监测系统软件设计37-58
• 4.1 监测系统软件设计37-38
• 4.1.1 软件设计需求分析37
• 4.1.2 软件设计方法整体概述37-38
• 4.2 监测系统数据采集界面设计38-50
• 4.2.1 RMA411 模块软件设计39-42
• 4.2.2 AT89C55WD 单片机软件的设计42-45
• 4.2.3 温湿度变送器软件的设计45
• 4.2.4 热量表数据采集软件的设计45-50
• 4.3 监测系统上位机程序的设计50-58
• 第五章 监测系统调试及运行状况简析58-72
• 5.1 监测系统的调试58-59
• 5.2 监测系统运行状况分析59-72
• 第六章 结论建议及体会72-75
• 6.1 结论72-73
• 6.2 建议73
• 6.3 体会73-75
• 参考文献75-77
• 发表论文和参加科研情况说明77-78
• 致谢78

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