热水器的温度水位控制系统的设计

太阳能热水器智能控制系统设计智能控制系统主要分为硬件部分和软件部分。

硬件部分包括传感器、执行器和控制模块；软件部分包括数据采集、数据处理和控制算法。

1.传感器通过安装在太阳能热水器上的不同类型的传感器，可以实时获取一些必要的参数信息，如太阳辐射强度、水温、水位等。

传感器的选择需要考虑到其精度、可靠性和成本等因素。

传感器可以通过模拟信号或数字信号的形式将收集到的数据传输给控制模块。

2.执行器执行器用于控制太阳能热水器的工作状态，如水泵的开关控制、阀门的开关控制等。

执行器通常由电磁阀、电机或电热器等组成，通过开关控制电源的通断来实现相应的操作。

3.控制模块控制模块是整个智能控制系统的核心部分，它接收传感器传输过来的数据，并根据一定的控制算法进行处理，最后控制执行器的工作。

控制模块通常由单片机或微处理器组成，具有数据处理能力，并能通过通信接口与其他设备进行数据传输和控制。

4.数据采集数据采集是指将从传感器采集到的数据进行收集和记录的过程，可以将数据存储在数据库或者内存中，供后续的数据处理和分析使用。

数据采集可以通过定时采集、事件触发采集或实时采集等方式进行。

5.数据处理数据处理是指对采集到的数据进行计算、分析和处理的过程，以提取有用的信息。

例如，可以通过计算太阳能辐射强度和水温的关系来预测水温的变化趋势，以及控制相应的工作状态。

6.控制算法控制算法是根据实际应用需求设计的，用于根据传感器数据和其他信息来控制太阳能热水器的工作状态。

例如，根据太阳辐射强度和水温的关系，可以设计一个算法来控制水泵的开关，以实现更高效的加热水温。

总结起来，太阳能热水器智能控制系统的设计可以通过传感器实时获取相关参数信息，经过数据采集和处理，最终通过控制算法控制执行器的工作状态。

这样的设计可以提高太阳能热水器的效率和节能性，实现智能化的控制和管理。

基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增加，太阳能作为一种清洁、可持续的能源形式，已经引起了广泛的关注和应用。

太阳能热水器作为一种常见的太阳能应用产品，其在节能减排、提高生活质量等方面具有显著的优势。

然而，太阳能热水器在实际使用过程中，仍存在一些问题，如水温控制不稳定、能效利用率不高等。

为了解决这些问题，本文提出了一种基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计方案。

该系统以51单片机为核心控制器，结合温度传感器、水位传感器、执行机构等硬件设备，实现了对太阳能热水器水温和水位的精确控制。

通过实时监测水温和水位信息，系统能够自动调整加热功率和补水流量，确保水温稳定在用户设定的范围内，同时避免了水资源的浪费。

系统还具有故障诊断功能，能够及时发现并处理潜在的故障问题，提高了系统的可靠性和稳定性。

本文首先介绍了太阳能热水器的工作原理和现状，分析了传统控制系统存在的问题和不足。

然后，详细阐述了基于51单片机的太阳能热水器控制系统的硬件组成和软件设计。

在硬件设计方面，本文介绍了各个硬件模块的功能和选型原则，包括温度传感器、水位传感器、执行机构等。

在软件设计方面，本文详细说明了系统的控制算法和程序流程，包括温度控制算法、水位控制算法、故障诊断算法等。

本文通过实验验证了系统的可行性和有效性，为太阳能热水器的智能化、高效化提供了有益的探索和实践。

本文的研究不仅有助于提升太阳能热水器的能效利用率和用户体验，还为其他可再生能源应用产品的智能化控制提供了有益的参考和借鉴。

本文的研究成果对于推动太阳能热水器行业的技术进步和产业发展具有重要的现实意义和应用价值。

二、太阳能热水器控制系统总体设计太阳能热水器控制系统的总体设计是确保整个系统高效、稳定运行的关键。

在设计过程中，我们充分考虑了太阳能热水器的实际应用场景和用户需求，以及51单片机的性能特点，从而构建了一个既实用又可靠的控制系统。

太阳能热⽔器温度控制系统-毕业设计论⽂毕业设计（论⽂）题⽬太阳能热⽔温度控制系统院别电⽓⼯程学院专业电⽓⾃动化技术班级姓名学号指导教师（职称）⽇期摘要随着社会的发展，节能技术的不断改⾰创新，太阳能成为新时代可持续发展战略中带有绿⾊标志的新型能源。

近年来，随着⼈们购买⼒的提升，太阳能热⽔器⼰经变成我们⽇常⽣活中必不可少的设备，太阳能控制器的使⽤率逐年上升。

太阳能热⽔温度控制器的硬件包括单⽚机处理器部分、⽔位和温度信息采集部分、继电器执⾏部分、显⽰部分控制部分。

根据设计系统的稳定性、精确性、节能性、适应性等原则，进⾏硬件部分设计。

控制系统的软件是服务于硬件的，系统将实时采集到的数据与相应的设定值进⾏⽐较、判断，结果是控制循环⽔泵或上⽔电磁阀的⼯作，实现各种智能控制同时，软件还要兼顾到操作⼈员⽅便地选择⼯作⽅式、设置和修改各种设定值，因为⼈们可以根据天⽓情况及⽤户的需要选择定时加热状态、⾃动加热状态软件还要设定以太阳能为优先使⽤的能源，只有在太阳能没有将⽔温加热到⽤户要求的温度下，才启动辅助能源进⾏加热。

关键词：太阳能热⽔温度控制单⽚机传感器⽔温⽔位AbstractWith the development of the society, continuous reform and innovation of energy-saving technology, solar energy into a new era of sustainable development strategy in the new energy with green logo. In recent years, with the raise of people's purchasing power, solar energy water heater has become in our daily life indispensable equipment, solar controller utilization rate increased year by year.Solar hot water temperature controller hardware including the single chip processor parts, water level and temperature data collection, the relay parts, display control part. According to the design of system stability, accuracy, energy saving, adaptability principle, hardware design.Software is in the service of the hardware of the control system, the system will be collected in real-time data comparing with the corresponding value, judgement, the result is to control the circulating water pump or water solenoid valve, to achieve a variety of intelligent control at the same time, the software gives priority to the operator to easily choose the way to work, set up and modify various Settings, because people can choose according to the weather conditions and the needs of the users regularly heating, automatic heating state software also set to gives priority to the use of solar energy, not only in the solar energy heat the water temperature to the temperature of the user requirements, to launch the auxiliary energy for heating. Keywords:Solar hot water temperature control; Single chip microcomputer; The sensor; Water level⽬录摘要 ....................................................................................................................................................... I 第1章绪论 (1) 1．1 太阳能热⽔器的发展背景 (1)1.1.1 太阳能热⽔器发展的政治法律环境 (1)1.1.2太阳能热⽔器发展的社会环境 (2)1.1.3 太阳能热⽔器发展的经济环境 (2)1.1.4 太阳能热⽔器发展的技术环境 (2)1.2 太阳能热⽔器及其控制系统发展现状 (3)1.3 本⽂所作的⼯作 (4)第2章⽅案选择 (5)2.1⽅案论证 (5)2.2系统的总体要求 (5)2.3 ⽅案选择实现 (6)第3章硬件电路芯⽚的选型 (7)3.1单⽚机选型 (7)3.2⽔温检测装置选型 (8)3.3⽔位检测装置选择 (15)3.4 显⽰器件选择 (16)3. 5 键盘模块的选择 (16)第4章硬件系统设计 (18)4. 1单⽚机最⼩系统 (18)4.1.1时钟电路 (18)4.1.2 复位电路设计 (19)4.2温度检测电路 (19)4.3⽔位检测电路 (20)4.4接⼝电路设计 (21)4.5 显⽰电路 (23)4.6报警电路 (25)4.7 键盘电路 (25)4.8辅助加热电路 (26)4.9控制电路 (27)第5章太阳能热⽔器中央控制器的软件设计 (29)5.1 系统总体软件设计 (29)5.1.1 主程序软件设计 (29)5.1.2 ⽔位检测⼦程序 (30)4.1.3 显⽰软件设计 (30)5.1.4 键盘软件设计 (30)第6章总结 (33)参考⽂献 (34)附录A 电路图 (35)第1章绪论1．1 太阳能热⽔器的发展背景在当今资源紧张不断威胁⼈们⽣活的时代，环保型的能源不断受到⼈们的重视，⽽太阳能是以它独有的优势引起了政府与民众的关注。

摘要本文设计了一个太阳能热水器智能控制系统。

它以89C52单片机为核心，配合电阻型4档水位传感器、负温度系数NTC热敏电阻温度传感器、8255A扩展键盘和显示器件、驱动电路（电磁阀、电加热、报警）等外围器件，完成对太阳能热水器容器内的水位、水温测量、显示；时间显示；缺水时自动上水，水溢报警；手动上水、参数设置；定时水温过低智能电加热等功能。

其中本文第一章主要说明了太阳能热水器智能控制系统的研究现状和本课题的主要任务，第二章对系统的整体结构作了简单介绍，第三章重点介绍了水位水温测量电路，第四章介绍了时钟电路，第五章介绍了显示和键盘电路，第六章对其他电路作了介绍，第七章是对水位测量电路的硬件调试。

本系统对于水位传感器、水温传感器的电阻数据的处理均采用独特的RC充放电的方法。

它与使用A/D转换器相比，电路简单、制造成本低。

特别适用于对水位、水温要求不精确的场合。

关键词：太阳能，热水器，控制器，89C52，RC充放电AbstractThis article has designed a intelligence control system for solar-powered water heater. It take the 89C52 microcontroller integrated circuit as the core, the coordinate 4 grades of waters level resistance sensor, the negative temperature coefficient NTC thermistor temperature sensor,the 8255A expansion keyboard and the demonstration component, the actuate circuit (solenoid valve, electric heating, warning) and other periphery component, completes to the water level and temperature measure and demonstrate; the time demonstrate; lack of water automatically upstream, the water overflow warn; fixed time intelligencely electric heat.The first chapter of this article mainly explained the research situation of the solar-powered water heater intelligence control system and the primary mission of this topic. The second chapter has made the simple introduction to the overall construction of the system .The third chapter introduced with emphasis on the water level and water temperature metering circuit.The fourth chapter introduced the clock circuit .The fifth chapter introduced the demonstration and the keyboard circuit,.The sixth chapter has made the introduction to other circuits. The seventh chapter is the hardware debugging of the water level measuring circuit.Regarding the process of the water level sensor and water temperature sensor resistance data this system uses the method of the unique RC electric sufficient and discharging. Compared to using the A/D converter, the electric circuit is simple, the production cost is low. Specially it is suitable for the water level and the water temperature measuring requested unprecise situation.Key word: Solar energy, water heater, controller, 89C52, RC electric sufficient and discharge目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................... I I 目录 ....................................................................................................................... I II 第一章引言 . (1)1.1 课题的背景意义 (1)1.2 太阳能热水器和其控制器的发展现状 (1)1.3课题的研究内容 (3)第二章太阳能热水器智能水位控制系统整体结构介绍 (4)第三章水位和水温测量电路硬件设计 (5)3.1 水位测量电路 (5)3.1.1 方案比较选择 (5)3.1.2水位测量电路的具体设计及优化 (8)3.2水温测量电路 (15)3.2.1方案比较选择 (15)3.2.2 水温测量电路的设计及温度计算方法 (16)3.3 水位、水温测量电路的整体设计 (20)第四章显示电路 (21)4.1 方案选择 (21)4.1.1 8255A芯片介绍 (21)4.1.2 8255A在太阳能热水器控制电路中的作用 (24)4.2 显示电路工作原理 (25)4.2.1 8255A显示电路的硬件结构。

太阳能热水器水位控制电路设计摘要随着现代科技的发展，人们对于能源的利用率越来越高，太阳能就是其中最无偿且最环保的论证和确定，和单片机的选择和主要工作原理的介绍。

接下来是本设计的核心部分，着重结合理论着重研究了太阳能热水器的水位控制电路的各个组成部分。

后面的软件设计也必不可少，最后是对本设计的心得和觉一种，如何合理、高效、最大范围地利用太阳能已经成为21世纪最炙手可热的研究课题之一。

本设计以单片机AT89S52为核心，配合RC充放电式水位传感器与一块12864液晶显示器，设计一种数字化且智能化的太阳能热水器水位控制系统。

虽然本论文课题是水位控制电路设计，但水位的检测和温度有着密不可分的联系，所以温度的检测模块也是论文必不可少的一部分。

此外，文中给出了主控芯片模块、LCD显示板、水位监测控制、电键控制、报警器和电磁阀控制等模块的结构及其工作原理、系统硬件原理图、程序流程图，并结合相应的理论设计进行研究。

开头部分阐述的是研究太阳能热水器的必要性和国内外的研究动态，正文开始是设计要求，接着主要是方案的得不足可以加以改进的地方。

此设计相对来说比较系统解决了热水器上在水时需人工等待和过量溢水的问题，达到了省时、省水的目的。

该系统与传统的太阳能热水器控制系统相比较，具有结构简单、使用方便、价格低廉、抗干扰能力强等特点。

关键词：AT89S52；RC充放电；智能控制；双机通信目录第1章绪论 0前言 0国内外研究动态 0太阳能热水器智能水位控制系统整体结构介绍 (1)第2章方案的选择 (2)水位传感器的选择 (2)单片机的选择 (4)AT89S52选择和其功能性能 (4)AT89S52引脚功能介绍 (4)第3章硬件电路设计 (7)水位检测模块 (7)水位测量原理 (7)水位检测电路设计 (8)LCD液晶显示模块 (9)12864液晶[8] (9)LCD液晶显示电路设计 (11)键盘控制模块 (12)报警模块 (13)电磁阀控制模块 (14)双机通信及其他电路设计 (15)．其他电路设计 (16)晶体振荡电路 (16)复位电路 (17)设计总电路图 (17)结束语 (20)致谢 (21)[参考文献] (22)第1章绪论前言地球上的不可再生能源总有一天会消耗殆尽，所以开发和有效利用太阳能这样的环保且资源丰富的能源有着重要的意义。

太阳能热水器控制电路设计一、系统设计1.设计原理太阳能热水器自动控制电路采用AT89S52单片机作为控制关键，外围加蜂鸣器控制电路、数码显示电路、水位检测电路、电机控制电路、按键电路、温度检测电路等。

数码管实时切换显示目前温度与目前液位，当液位过高时，蜂鸣器报警，并且电机反转模拟排水过程；当液位过低时，蜂鸣器报警，并且电机正转模拟进水过程。

本系统设计简朴，成本低，性能优良，具有一定旳稳定性和实用性。

三、硬件电路设计1.基本原理框图图一：原理框图（1）太阳能热水器控制装置重要构成由CPU、显示电路、按键电路、蜂鸣器电路、电机电路、液位检测电路、温度检测电路、电源电路构成，如图一。

（2）太阳能热水器控制装置旳工作原理接通电源后，显示目前水位，水位被分为16个点。

并且显示目前温度。

液位显示与温度旳显示切换进行。

当水位显示低于或等于1时，蜂鸣器报警，并且电机正转，表达进水；当水位显示高于或等于15时，蜂鸣器报警，并且电机反转，表达排水。

液位检测运用CD40512.各部分电路原理（1）最小系统最小系统电路如图二所示。

图二：最小系统（2）显示电路采用LED数码管显示，该方案具有实现轻易、发光亮度大、驱动电路简朴等长处，其可靠性也优于LCD旳显示。

由6个数码管和6个74LS164构成，采用串行静态显示旳措施。

将数码管旳8个输入端与74LS164旳输出端Q0~Q7相连。

P1.0和74LS164旳CLK 连接，作为时钟；P1.4接74LS164旳A 端，作为显示数据旳输入端。

显示电路如图三所示。

C31104VCCC33104VCCC32104VCCC34104VCCC35104VCC图三：显示电路不过使用74LS164串显会出现消隐旳问题。

为了消除消隐，那么就必须在硬件上与软件上结合来消除消隐旳问题。

消隐电路如图四所示。

软件上，在传数据时，先传一种高电平，直到数据传完再传送一种低电平即可。

图四：消隐电路（3）按键电路键按下后，进行温度及液位检测旳切换，也可不使用。

OCCUPATION1352011 12太阳能热水器水温水位控制设计文/沈建汉太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，与常规能源有很大的区别，这就对太阳能的收集和利用提出了较高的要求。

在太阳能的利用中，有效控制水温和水位是需要解决的关键技术。

一、智能仪工作原理１．基本工作原理利用热敏电阻和液位传感器检测水温和水位，并加以显示。

根据水温水位情况进行控制。

当水位从高到低，出现缺水状态时，蜂鸣报警，缺水指示灯亮，延时15分钟，以免空晒后上水造成炸管，若温度不超过990℃，自动上水至预置水位；若温度高于1000℃，不上水。

太阳晒后，水温上升，当温度超过600℃且水未满时，打开电池阀上水至500℃，防止出现低水量、高水温的不合理现象。

晚上，若热水已用完，延时15分，进行缺水上水；若热水未用完，不上水，以保证热水充分利用；第二天太阳出来后，利用温控上水。

在上水的过程中，水压过低或停水，智能仪会自动进入低水压上水模式，低水压声光报警，间隔30分钟启动上水；若30分钟内不能使水位上升一挡，则停止30分钟，然后再启动，反复循环，以免电池阀长时间通电而烧毁。

２．原理实现方案通过“水位设置”键可进行水位设置，可设置加水水位20%、50%、80%、100%（本仪预置水位50%）。

通过“上水”键，可实现手动上水。

若水位低于预置水位，可上水至预置水位；若水位已达到预置水位，则在原水位基础上再加一挡；若水位已加满，则停止手动加水。

在上水过程中，按“上水”键，可停止上水（见图1）。

二、仪器中的硬件配置１．仪器直流电源可采用集成三端稳压器，只要加上一些外围元件即可实现，如图2所示。

２．输入接口电路的连接接口电路是一组电路，是中央处理器与存储器、输入/输出设备等外设之间协调动作的控制电路。

接口电路的作用就是将来自外部设备的数据信号传送给微处理器，微处理器对数据进行适当加工，再通过接口电路传回外部设备。

所以，接口电路的基本功能就是对数据传送实现控制，具体包括5种功能：地址译码、数据缓冲、信息转换、提供命令译码和状态信息、定时和控制。

基于单片机的太阳能热水器控制系统设计在当今能源紧张和环保意识日益增强的背景下，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其应用范围越来越广泛。

太阳能热水器便是其中一种常见且实用的设备。

为了提高太阳能热水器的性能和使用效率，设计一个基于单片机的智能控制系统具有重要的意义。

一、太阳能热水器的工作原理太阳能热水器主要由集热器、水箱和管道等部分组成。

集热器通常安装在屋顶或其他阳光充足的地方，其内部有吸热管，能够吸收太阳能并将其转化为热能。

被加热的水通过管道输送到水箱中储存起来，以供用户使用。

然而，传统的太阳能热水器存在一些不足之处。

例如，在阳光不足或天气变化时，无法保证稳定的热水供应；水温难以精确控制，可能会出现过热或过冷的情况。

为了解决这些问题，我们需要引入单片机控制系统。

二、单片机控制系统的总体设计本控制系统以单片机为核心，结合传感器、执行器和通信模块等组成一个完整的系统。

传感器部分包括温度传感器和水位传感器。

温度传感器用于实时监测水箱内的水温，水位传感器则用于检测水箱内的水位高度。

这些传感器将采集到的信息传输给单片机。

单片机作为控制中心，对传感器传来的数据进行处理和分析，并根据预设的控制策略发出相应的控制指令。

执行器主要包括电加热装置和水泵。

当水温过低时，单片机控制电加热装置启动，对水进行加热；当水位过低时，单片机控制水泵启动，向水箱内注水。

通信模块用于实现系统与用户之间的交互。

用户可以通过手机或其他终端设备远程查看热水器的工作状态，并进行相应的操作。

三、硬件设计1、单片机选型选择一款性能稳定、功能强大且成本适中的单片机，如 STM32 系列。

STM32 具有丰富的外设资源和较高的运算速度，能够满足系统的控制需求。

2、传感器电路设计温度传感器可选用 DS18B20 数字温度传感器，其具有精度高、接口简单等优点。

水位传感器可采用压力式水位传感器，通过测量水压来确定水位高度。

传感器的输出信号需要经过调理电路进行放大、滤波等处理，然后输入到单片机的 ADC 端口。

热水器水温水位控制装置的设计指导老师: 王彦第六组: 徐文卿唐正宇蓝仁富(南华大学电气学院湖南衡阳421001)摘要：本系统是为热水器水温水位的检测和控制而设计的。

在太阳能热水器温控系统中,水温和水位传感器起着举足轻重的作用。

系统的分析了数字式温度传感器DS18B20和耐高温电容式液位传感器分别检测水温和水位的原理,以A T89S51单片机为核心,实现对水温和水位、上水测量、显示、报警等功能,并以电磁阀、继电器为阀门开关全自动加热、上水。

整个系统精度高，耐高温性强，易于调整，测试方便。

测试结果表明，误差小于2%，达到设计要求。

关键词: AT89S51单片机，水温水位，传感器，检测与控制The System For Autocontrol The Temperature And LevelOf The Water- HeaterAbstract:This system is design to measure and control the water lever and temperature for the water-heaer..It’s compose d of two sensor (a digital chip DS18B20 and a lever sensor),display,buzzer and so on,all these component are control of the core chip AT89S51. This system can display the lever and the temperature in the water_case .In addition,it will be heaet or add water automatic through electromagnetism vave or relay which are controled by AT89S51. The whole system is easy to adjust.It is proved to be reliable and of high value and high feasibility after testing..Keyword: AT89S51 control temperature lever目录1 系统设计41.1设计要求4 1.1.1设计任务: 4 1.1.2主要技术指标：4 1.1.3主要功能：4 1.1.4显示要求：4 1.1.5故障显示4 1.2方案的比较和论证4 1.2.1温度检测部分4 1.2.2水位检测部分5 1.2.3核心控制部分7 1.2.4执行器部分8 1.2.5显示器部分8 1.3系统方案的确定8 1.4系统的工作原理92 单元电路设计102.1水温检测部分10 2.1.1DS18B20简介10 2.1.2DS18B20的工作方式10 2.1.3DS18B20的工作时序11 2.2水位检测部分12 2.3显示部分14 2.4执行器部分14 2.4.1继电器印制板电路的设计15 2.4.2加水控制电路15 2.4.3加热控制电路15 2.5电源部分16 2.6智能控制部分16 2.6.1报警和按键电路17 2.6.2时钟电路17 2.6.3上电自动复位电路18 2.6.4液晶显示接口电路183 软件的设计193.1系统正常工作子程序19 3.2设定预置温度子程序203.3设定预置水位子程序21 3.4系统主程序214系统的测试224.1测试仪器清单22 4.2水温的测试22 4.3水位的测试22 4.4继电器控制电路的测试225 结束语23参考文献23附录24附录1系统使用说明24附录2主要元器件清单24附录3系统原理图25附录4印制板图25附录5热水器水温水位控制装置程序清单261 系统设计1.1设计要求1.1.1设计任务:设计一个太阳能热水器水温水位控制系统1.1.2主要技术指标：1.测温精度：±2℃2.测温范围：0～100℃3.水位分档：5档1.1.3主要功能：1. 开机自检：开机时发出“滴”提示音，表示机器处于正常状态；2. 水位预置：可预置加水水位：20、50、80、100%；3. 水温指示：显示热水器内部的实际水温；4. 水位指示：显示热水器的内部实际水位；5. 温控上水：当热水器未加满水，水温又偏高时（水温在60~100℃时），自动补水至合适水温50℃左右；6. 自动上水：当缺水时延迟15分钟自动上水至预置水位，预置水位默认状态为50%档，启动时蜂鸣长声，关水时短鸣三声；上水时水位滚动显示。

太阳能热水器水位控制系统设计论文太阳能热水器是一种利用太阳能来产生热水的设备。

在太阳能热水器中，水位控制系统起着关键的作用，它能够确保热水器中的水位始终处于适当的范围内，保证热水器的正常运行。

本论文将对太阳能热水器水位控制系统进行设计与分析，以提高热水器的性能和可靠性。

第一部分：引言（150字）太阳能热水器已经成为一种常见的家用热水供应设备，具有环保、节能等特点。

然而，目前市面上的太阳能热水器水位控制系统存在一些问题，如水位控制不准确、系统复杂等。

因此，本论文旨在设计一种高效、稳定的太阳能热水器水位控制系统，以提高热水器的性能和可靠性。

第二部分：太阳能热水器水位控制系统原理分析（300字）水位传感器可以采用浮球式、电容式、电极式等多种形式，通过感知水位的上升和下降来实现对水位的控制。

传感器将水位信息传输到控制器中，控制器根据设定的水位范围来判断水位是否正常。

如果水位过高或者过低，控制器将输出相应的信号，使阀门打开或关闭，从而调节水位。

值得注意的是，太阳能热水器在不同的环境条件下，如温度、湿度等因素的变化可能会影响水位的控制精度。

因此，设计一个稳定可靠的控制系统至关重要。

第三部分：太阳能热水器水位控制系统设计（500字）3.1传感器选择根据太阳能热水器的实际需求，我们选择了电极式水位传感器进行水位的感知。

电极式水位传感器结构简单，稳定性好，适应能力强。

该传感器通过水的导电特性来感知水位的变化，具有较高的控制精度。

3.2控制器设计控制器是整个系统的核心，负责接收传感器的信号并进行处理，然后输出相应的控制信号给阀门。

在本设计中，我们选择了单片机作为控制器。

控制器需要能够接收水位传感器的信号，并进行信号的滤波和放大处理。

然后，根据设定的水位范围来判断水位是否正常。

如果水位超过设定的上限或者低于设定的下限，控制器将输出开启或关闭阀门的控制信号。

在设计控制器时，我们需要考虑到系统的实时性、可靠性和成本等因素。

第一章选题背景1.1 课题旳设计背景传感器技术、数字电子技术与自动控制技术在生产过程、科学研究、现实生活应用、医疗卫生、环境保护事业及其她各个领域旳应用十分广泛。

传感器技术、控制逻辑电路旳设计及门电路芯片旳选择是感应自动控制设计旳重要环节，系统设计应满足环境保护、实用及课题规定旳总体技术方案。

这种专用感应控制装置旳设计可以提高专业知识旳运用能力，增进科技向生活旳转化及环境保护事业旳发展，对提高生活质量有重要作用。

数字逻辑电路控制器使近十几年来发展起来旳一种新型控制电路，具有功能齐全、控制简朴、抗干扰能力强，价格廉价、重量轻、耗电省等长处。

伴随太阳能热水器旳推广普及，在没有自来水旳地方，怎样使用水泵自动启停抽水并保证持续供水是一种现实旳问题。

由于太阳能热水器旳注水箱大多安装在房顶上，与否缺水不易观测，假如使用自动水位控制装置来控制水泵旳工作，就可以很好旳处理这个问题，给广大旳顾客带来以便。

1.2 设计旳内容和规定1.2.1 内容1、运用电导式传感器旳三个电极设计一种太阳能热水器旳水位报警器。

2、当水位处在高水位与底水位之间时，高水位与底水位旳指示灯都处在熄灭旳状态。

3、当水位低于低水位时，电源导通，低水位指示灯点亮，微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路工作。

随之扬声器发出报警声，告知主人水箱旳水已经空，单片机系统自动控制流向电磁阀往水箱注水。

4、当水位高于高水位时，高水位指示灯导通微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路，随之扬声器报警，告知主人水箱旳水已经注满，单片机系统自动控制控制阀断电，停止往水箱注水。

根据以上旳规定，该水位传感器报警器系统电路大体设计为下图1-1：图1-1 水位传感器控制原理图1.2.2规定1、当水位报警器接通电源时，主电路有对应旳电源指示灯点亮，指示电源正常。

2、当太阳能热水器水箱缺水，电路能发出光报警，单片机系统控制电磁阀向水箱中送水。

3、当水箱中旳水上升到需要旳高度时，电路发出光报警，单片机系统控制电磁阀断电，停止向水箱中送水。