图中A、B、C为钢结构厂房，总面积约3600平米，其中A区设集热器6排，每排16组，共96组；B区各C区各18排，每排3组，共108组，总计204组。别外还设有二个储能池，每个储能池长25米，宽5米高3米。
三、供暖系统各部分设计 1、积热板
集热板每块长1.5米，宽1米，采用铝合金型材并涂有下正丁烷和碳粉配制而成的涂料。每五块集热板组成一个组，每排组数不一。
2、储能池
经过调查发现现在比热大，阶格低的材料没有，相比之下水是比较理想的储能材料。所以本系统采用两个，每个储能池长25米，宽5米高3米的储水池储储能。
3、温度传感器
若采用DS18B20做温度传感器可以使系统更加减化，但是由于其稳定性不够，并且所有传感器在一个网络上，当由于雷电等造成高压侵入时，会造成整下网络大部分器件被打坏，所以最终未被采用。本系统的温度传感器采用带变送器的由24付电压直接供电的传感器做为本系统的传感器。
温度采集电路图
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该电路中TVS为高压防护，当发生雷击等事故造成高压侵入时首先由该管击穿导通放电来起到保护电路中其它器件的作用。R2为滤波电阻，和C2组成高通滤波，使电采集的温度平缓，便于处理。R3为采集电阻，将4到20毫安电流传化为0.512V到2.56V电压。R1和C1再次组成RC滤波，W1为最后一级限压保护。
4、 驱动
为了使继电器产生的电磁干扰不影响单片机的运算，接触器和控制部分不设在一个控制柜中，继电器和单片机也不设在一块PCB上。
驱动电路
图中R2、R3为防误动作电阻，D1为续流二级管。
四、 单片机选择及软件设计 1、单片机的选择
AVR单片机是 Atmel 公司 1997 年推出的 RISC 单片机。ATMEL公司新推出的90系列单片机内含高速闪存FLASH，是基于增强精简指令RISC （Reduced Instruction Set CPU)结构的单片机，简称AVR单片机，该系列单片机在吸收PIC及8051单片机的优点的基础上，做出了重大的改进。RISC精简指令系统计算机）是相对于CISC（复杂指令系统计算机）而言的。RISC 并非只是简单地去减少指令，而是通过使计算机的结构更加简单合理而提高运算速度的。RISC 优先选取使用频率最高的简单指令，避免复杂指令：并固定指令宽度，减少指令格式和寻址方式的种类，从而缩短指令周期，提高运行速度。由于 AVR 采用了 RESC 的这种结构，使AVR系列单片机都具备了1MIPS/MHz（百万条指令每秒/兆赫兹）的高速处理能力。
AVR单片机吸收了 DSP 双总线的特点，采用 Harvard 总线结构，因此单片机的程序存储器和数据存储器是分离的，并且可对具有相同地址的程序存储器和数据存储器进行独立的寻址。
在 AVR单片机中，CPU 执行当前指令时取出将要执行的下一条指令放入寄存器中，从而可以避免传统 MCS51 系列单片机中多指令周期的出现。
传统的 MCS51 系列单片机所有的数据处理都是基于一个累加器的，因此累加器与程序存储器、数据存储器之间的数据转换就成了单睛机的瓶颈；在 AVR 单片机中，寄存器由32个通用工作寄存器组成，并且任何一个寄存器都可以充当累加器，从而有效地避免了累
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加器的瓶颈效应，提高了系统的性能。
AVR单片机具有良好的集成性能。AVR 系列的单片机都具备在线编程接口，其中的 Mega 系列还具备JTAG仿真和下载功能；都含有片内看门狗电路、片内程序 Flash、同步串行接口 SPI；多数 AVR 单片机还内嵌了 AD 转换器、EEPROM、摸拟比较器、PWM 定时计数器等多种功能；AVR 片机的 I/O 接口具有很强的驱动能力，灌电流可直接驱动继电器、LED等器件，从而省去驱动电路，节约系统成本。
AVR单片机采用低功率、非挥发的 CMOS 工艺制造，除具有低功耗、高密度的特点外，还支持低电压的联机 Flash，EEPROM 写入功能。
AVR单片机还支持 Basic、C 等高级语言编程。采用高级语言对单片机系统进行开发是单片机应用的发展趋势。对单片机用高级语言编程可很容易地实现系统移植，并加快软件的开发过程。
AVR 单片机具有多个系列，包括 ATtiny、AT90、ATmega。每个系列又包括多个产品，它们在功能和存储器容量等方面有很大的不同，但基本结构和原理都类似，而且编程方也相同。
选择AVR单片机的原因 ⑴、速度快
AVR单片机在单一时钟周期内执行功能强大的指令，每MHz可实现阶段MIPS的处理能力，是具有最高MIPS/mW能力的确良8位单片机。
AVR单片机采用了大型快速存取寄存器文件和快速单周期指令。其快速存取RISC寄存器文件由32个通用工作寄存器组成。AVR用32个通用寄存器代替累加器，避免了传统的累加器与存储器之间的数据传送，可在一个时钟周期内执行一条指令来访问两个独立的寄存器，代码效率比常规CISC微控制器快十倍。AVR单片机是用一个时钟周期执行一条指令的，即在执行前一条指令时就取出下一条指令，然后以一个周期执行指令（与DSP类似），是8位单片机中第一种真的RISC单片机。 （2）、性能价格比高
AVR单片机中既有引脚少的器件（8脚），也有存储容量较大、引脚较多的器件，给用户以充分的选择佘地。
AVR单片机采用Harvard结构，程序存储器和数据存储器是分开的，可以直接访问8M字节程序存储器和8M的数据存储器。 AVR单片机片内资源丰富。包括：1K-128K字节可下载的Flash存储器、64-4K字节EEPROM、128-4K字节RAM、5-32条通用的I/O线，32个通用工作寄存器、摸拟比较器、定时器/计数、可编程异步串行口、内部及外部中断、带内部晶振的可编程看门狗定时器、为下载程序而设计的SPI串行口、10位AD转换器、以及闲置摸式和掉电摸式2个可选择的省电摸式等。
AVR单片机具有高度保密性。程序存储器FLASH具有多重密码保护锁死（LOCK）功能，绝不可能解密。 （3）、系统内从新编程（ISP In-System Programming) 功能 AVR单片机片内可下载FLASH存储器，可以通过SPI串行接口或一般的编程器进行系统内重新编程（ISP In-System Programming)，给新产品的开发、老产品的 级和维护带来极大的方便。
4、工作电压范围宽（2.7-6V）、抗干扰能力强 总之，AVR单片机在一个芯片内将增强性能的RISC 8位CPU与可下载的FLASH相结合使其成为适合于许多要求、具有高度灵活性和低成本的嵌入式高效微控制器。
2、 软件设计
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为了使得开发周其短，经济合理，稳定性好，本系统的工控机软件采用VB6.0设计开发。由于VB自身的特点（串口通信速度相对VC而言要慢很多，并且访问Mscomm控件要占用很多时间）使得通信不得不采用询问式。
当工控机处理数据空闲时向单片机发送询问口令“0Xa5”，单片机收到后向工控机发送一组数据来拱工控机处理使用。程序其它部分和一般单片机程序没有明显区别，因此不再详述。
五、 工控机软件设计
开发平台选择
本系统采用绿环保节能设置，工控机在系统稳定并无特殊监控和设置要求时可以停机，但是系统循环控制不能一次而停止，因此中心运算单元不是工控机而是上位单片机。经过需求分析和查询资料最后决定采用VC、VB、或者组态王中的一个做工控机界面。这三种软件特点如下：
VC++6.0是Microsoft公司推出的一个基于Windows系统平台、可视化的集成开发环境，它的源程序按C++语言的要求编写，并加入了微软提供的功能强大的MFC(Microsoft Foundation Class)类库。MFC中封装了大部分Windows API函数和Windows控件，它包含的功能涉及到整个Windows操作系统。MFC不仅给用户提供了Windows图形环境下应用程序的框架，而且还提供了创建应用程序的组件，这样，开发人员不必从头设计创建和管理一个标准Windows应用程序所需的程序，而是从一个比较高的起点编程，故节省了大量的时间。另外，它提供了大量的代码，指导用户编程时实现某些技术和功能。因此，使用VC++提供的高度可视化的应用程序开发工具和MFC类库，可使应用程序开发变得简单。
采用VC或者C++都能开发出实用高效的软件，但是我虽然有C语言基础，但是经过一段时间的摸索发现用VC写软件和用C语言写单片机程序根本不是一回事。而FMC的入门对于我来说在短时间内难以做到，因此最终未采用。
“组态王”是在PC机上建立工业控制对象人机接口的一种智能软件包，它以Windows 98/Windows 2000/ Windows NT4.0中文操作系统作为其操作平台，具有图形功能完备，界面一致友好，易学易用的特点。该软件包由工程管理器(ProjManager)、工程浏览器(TouchExplorer)、画面运行系统(TouchVew)三部分组成。ProjManager用于新建工程、工程管理，并能对已有工程进行搜索、备份及有效恢复，实现数据字典的导入和导出。TouchExplorer是“组态王”软件的核心部分和管理开发系统，是应用工程的开发环境，内嵌画面开发系统，可完成对画面的设计、动画的连接等工作。TouchVew是“组态王”软件的实时运行环境，用于显示画面开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与I/O服务程序的数据交换,通过实时数据库管理从一组工业控制对象采集到的各种数据，并把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成报警、历史记录、趋势曲线等监视功能，并可生成历史数据文件。在TouchExplorer的画面开发系统中设计开发的画面应用程序必须在TouchVew运行环境中才能运行。
由于组态王拥有以上特点，所以我最初决定采用此方案。但是遗憾的是组态并不是一款免费软件，处于经济原则，最终未采用该软件。
Visual Basic,简称VB，是Microsoft公司推出的一种Windows应用程序开发工具。是当今世界上使用最广泛的编程语言之一，它也被公认为是编程效率最高的一种编程方法。无论是开发功能强大、性能可靠的商务软件，还是编写能处理实际问题的实用小程序，VB都是最快速、最简便的方法。 “Visual”指的是采用可视化的开发图形用户界面（GUI）的方法，一般不需要编写大量代码去描述界面元素的外观和位置，而只要把需要的控件拖放到屏幕上的相应位置即可；“Basic”指的是BASIC语言，因为VB是在原有的BASIC语言的基础上发展起来的，至今包含了数百条语句、函数及关键词，其中很多和 Windows GUI 有直接关系。
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专业人员可以用 Visual Basic 实现其它任何 Windows 编程语言的功能，而初学者只要掌握几个关键词就可以建立实用的应用程序。
由于VB具有简单直观易学易用的特点，并且通过MScomm控件很容易实现和单片机的通信。而且VB是公认的窗体设计强大的软件，因此最终采用通过该平台做工控机软件。
软件设置
由于VB读取MScomm控件所用时间较长，相对不太灵活，因此数据采用多字节字符串形式，并且采用呼叫应答式传输。
Private Sub MSComm1_OnComm() On Error Resume Next
Select Case MSComm1.CommEvent
Case comEvReceive‘//接收数据数达到预设值 buff() = MSComm1.Input‘//接收数据
MSComm1.InBufferCount = 0‘//清空接收缓冲区 End Select End Sub
2600-------------------------------------------------------------------------- 记录部分设置
记录通过直接读写文本实现，代码如下 For n = 6 To 16 ''//提取日期
If Mid(Now, n, 1) = \ Exit For End If Next
STRfile = Mid(Now, 1, n - 1) & \历史记录.txt\打开文件 Open App.Path & \
Write #1,MYstr
Line Input #1, strLine Close #1
六、设计总结
本文较详细的论述了以单片机为基础的太阳能供暖系统，同时本系统又采用了工控机进行数据计录和分析。对于没有条件或不想多加投资的可以不用工控机，系统一样可以稳定的工作，但在数据分析和记录方面略显不足。对于小型企业或家庭供暖有一定的参考价值。
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