沈阳理工大学学士学位论文
摘 要
热量计在我们生活中最实际的应用应该是民用住宅的暖气计量了而我国现有的按使用面积收费的方式存在着许多不合理的因素。为解决这一问题，本论文介绍了一种新型的热量计，该热量计是基于51系列单片机，主要由流量传感器、温度传感器、单片机三部分组成。本文详细阐述了热量计的硬件和软件设计，并简要介绍了相应的抗干扰措施。
热量计可以精确的对实际热量的耗损进行测量，是实施城市供热体制改革，推行按热量计费的关键设备，对热量计消耗智能计算，以用户实际耗用热量为计量收费依据。如果将热量计作为供暖公司向每一位住户收费的依据和手段，是容易被百姓们所接受和推崇的，而且由于热量与费用直接相关，也加强了住户的节能意识。用热量计进行计量更为科学、合理，既方便用户，又便于管理。
关键词：热量计；单片机；温度传感器；流量传感器
Abstract
I
沈阳理工大学学士学位论文
Calorimeter in our lives should be the most practical application of measurement of residential heating and use of the area by our existing way of charging, there are many irrational factors. To solve this problem, this paper introduces a new type of calorimeter, the calorimeter is based on the 51 series, mainly by the flow sensor, temperature sensor, microcontroller three parts. This paper describes the calorimeter hardware and software design, and briefly describes the corresponding anti-jamming measures.
Calorimeter can accurately on actual measurement of heat loss is to implement the urban heating system, the implementation of key equipment by heat billing for consumption calorimeter intelligent computing to user's actual calorie consumption metering and charging basis. If the calorimeter as heating companies charge to every household basis and means, people who are likely to be accepted and respected, and because of the heat and the costs are directly related, but also strengthened the household energy awareness. Measured with a calorimeter more scientific and reasonable, not only user-friendly, and easy to manage.
Keywords: Calorimeter; SingleChipMicrocomputer; Temperature sensor; Flow sensors
II
沈阳理工大学学士学位论文
目 录
1 绪 论 ....................................................................................................................... 1
1.1 选题背景....................................................................................................... 1 1.2 热量计概述 ................................................................................................... 2 1.3 国内外发展概况 ........................................................................................... 4 1.4 开发热量计的现实意义和应用前景 ............................................................. 6 1.5 本文研究内容和目标 ................................................................................... 6 2 热量计的硬件电路设计 .......................................................................................... 8
2.1 供热热量计量系统示意框图 ........................................................................ 8 2.2 热量计计热原理 ........................................................................................... 8 2.3 热量计的硬件原理框图 .............................................................................. 10 2.4 信号处理部分 ............................................................................................. 10
2.4.1 51系列单片机系统 ........................................................................... 10 2.4.2 单片机STC89C52RC ....................................................................... 12 2.5 温度测量..................................................................................................... 13
2.5.1 温度传感器分类............................................................................... 13 2.5.2 温度传感器的选择 ........................................................................... 15 2.5.3 温度传感器DS18B20 ...................................................................... 15 2.6 流量测量..................................................................................................... 20
2.6.1 流量传感器分类............................................................................... 20 2.6.2 涡轮流量传感器............................................................................... 25 2.7 显示电路..................................................................................................... 26 3 热量计的软件设计 ................................................................................................ 28
3.1 主程序流程图 ............................................................................................. 28 3.2 温度采集子程序流程图 .............................................................................. 28 3.3 热量计算子程序流程图 .............................................................................. 29 3.4 数码管显示子程序流程图 .......................................................................... 30 3.5 单片机C语言开发软件Keil C51 .............................................................. 31
3.5.1 Keil C51操作界面介绍 .................................................................... 31 3.5.2 编译运行C程序 .............................................................................. 34 3.6 单片机下载程序烧录软件STC-ISP ........................................................... 34
III
沈阳理工大学学士学位论文
4 系统误差分析及抗干扰措施 ................................................................................. 37
4.1 误差分析..................................................................................................... 37
4.1.1 测量误差的来源............................................................................... 37 4.1.2 计数误差的影响............................................................................... 37 4.2 抗干扰措施 ................................................................................................. 37
4.2.1 硬件抗干扰措施............................................................................... 38 4.2.2 软件抗干扰措施............................................................................... 38
结 论 ......................................................................................................................... 40 致 谢 ......................................................................................................................... 41 参考文献 ................................................................................................................... 42 附录A 英文原文 .................................................................................................... 43 附录B 中文翻译 .................................................................................................... 52 附录C 源程序 ........................................................................................................ 59 附录D 系统硬件原理图 ......................................................................................... 69
IV
沈阳理工大学学士学位论文
1 绪 论
1.1 选题背景
当前，建筑节能在世界上蓬勃兴起，成为大家关心的热点。我国的建筑能耗很高，是发达国家的3倍多，而城市供暖又是建筑能耗的主要部分，发达国家普遍采用了能够调节和控制的供热系统，锅炉和管网热效率特别高。城市供热正在迈出改革步伐，迫切需要高新计量设备进入供热领域，改变我国城市目前采暖技术的落后局面。
弊端分析:
多年来，我国一直延续计划经济时代的全福利式居民供暖体制，以居民小区为单位，共用一个控制阀，以住宅面积为热量的计量依据，费用由居民所在单位按国家统一的标准一年一次性全额划拨给供热单位。随着改革开放的不断深入，人民生活水平的提高，商品意识的不断加强，这种旧体制已远远不能适应当前经济生活的发展，其弊端也显得越来越突出，主要表现在以下几个方面:
1.不能满足不同居民对供暖的需求
随着市场经济的发展及个人需求的提高，对供暖质量的要求也越来越高，越来越多样化，如有的人宁愿多花钱，来享受一个暖冬，而有的人依据自身条件喜欢经济一点，过得去就行。居民住房越来越大而人口越来越少，暂时无人住的房间希望不供暖或低温就行，但不论何种需要有一点是共同的，就是希望供暖也能象商品一样，花多少钱，享受多少热量，明码实价，钱花得其所。而现在所有的供暖方式，只要是同一个供暖单位供热，就只能一个样，根本无法依住户的需要自行调节。
2.无法促进居民缴费的积极性
随着改革深入发展，多种经济形式并存，非国有企业日渐增多，各单位经济效益及个人收入的差别也越来越大。拖欠取暖费的情况越来越多，造成各地区收费困难。有的地方收不上费只好不供暖，而现有的供暖方式是全小区或一栋楼一个控制阀，无法区别对待缴费与不缴费的住户，造成大范围停止供暖。
3.无法衡量供热质量
供热由供热单位单一方支配，随意性强，缺少制约机制。在现有的供热体制下，取暖费交给供热单位后，这一冬季居民室的冷暖全在供热单位的控制下，无
1