齐延兴; 杨雪银; 王增玉
【期刊名称】轮胎套筒《《农机使用与维修》》
【年(卷),期】2019(000)011
【总页数】3页(P10-12)铆压机
【关键词】STM32; 电热水器; 无线通信
【作 者】齐延兴; 杨雪银; 王增玉
【作者单位】临沂大学自动化与电气工程学院 山东临沂276005
【正文语种】中 文
【中图分类】TM925
1 研究意义
随着人们物质生活水平的不断改善和提高，对于生活舒适程度的要求也越来越高，因此，众多的智能家居控制系统进入人们的生活。但由于热水器种类众多，控制方式不统一，因此，智能家居控制系统很少包含对于热水器的控制模块[1-3]。
现今，由于燃气式热水器容易受水压限制，且安全性较差，易出现中毒、爆炸等事故，而太阳能热水器易受天气的影响，因此储水式电热水器的应用越来越多。为满足人们对高质量生活的需求，设计了一款可以实现远程控制的智能电热水器控制系统，使人们回家后即可洗舒服的热水澡。
2 硬件设计
该系统的被控对象是家用储水式电热水器，被控参量是温度，要根据键盘的输入信息或远程控制信息对加热器进行实时控制，因此，是一个以微处理器为核心，应用传感器技术和无线通信技术的实时控制系统[4-6]。为实现上述功能，同时便于实现通信功能和以后升级的需要，本系统选用STM32单片机作为控制核心，以DS18B20数字式温度传感器采集温度信息，以西门子公司的GSM模块TC35进行远程通信，以LCD12864实时显示相应信息。系统的工作过程为：STM32单片机不断扫描键盘输入信息和GSM模块的短信收发，根据扫描 到的信息来控制加热器，并通过GSM模块发送数据到用户手机。系统的结构框图如图1所示。
偏瘫扶正丸图1 系统结构框图
2.1 微处理器STM32
为了便于实现通信功能和以后升级的需要，本设计选用了32位嵌入式单片机STM32，具体型号为STM32F103RBT6。
该单片机是意法半导体公司推出的一款超低功耗32位微处理器，工作频率高达72 MHz。片内具有20 KB的SRAM和64 KB的FLASH，以及众多的增强I/O接口。所有外设可通过两条APB总线相连，且都可匹配标准的通信接口。
2.2 温度检测与控制
温度检测采用防水式数字式温度传感器DS18B20。DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的“一线式”接口的温度传感器，可直接将温度转化为数字信号。测温范围为-55～125 ℃。
在-10～85 ℃范围内精度为±0.5 ℃。为提高温度检测的精度，采用两个DS18B20检测两点的温度。两个DS18B20并联在唯一的三线上，实现方便。同时，为了满足人们方便洗浴和节省能源的要求，可以选择全桶或半桶加热，因此，采用上下两组共四只DS18B20完成温度的检测。DS18B20可以采用外部电源，也可用内部寄生电源，为提高可靠性采用外部电源供电，同时，数据线通过10K上拉电阻以提供足够能量。
加热器采用交流220 V供电，故需要加固态继电器。即利用单片机控制继电器，由继电器的接点接通加热器。
温度检测与控制电路如图2所示。
图2 温度检测与控制电路
2.3 GSM模块
GSM模块选用西门子的TC35，可工作在900 kHz和1800 kHz两个频段。TC35主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、电源模块、闪存、ZIF链接器、无线接口等部分组成，具有信号传输快、性能稳定、功耗低等特点。该模块有半速、全速和增强型全速三种速率供选
择，可工作于通话模式、空闲模式和省电模式。同时，该模块支持232/TTL电平的串口连接，可通过USB转232模块或USB转TTL模块连接电脑，应用方便[7-8]。
通过手机短信息实现远程控制，控制指令使用“密码+指令”的格式发送。STM32通过GSM模块接收短信数据，然后进行数据的识别、处理。若密码正确，则按照接收到的信息完成相应的控制功能[4，5]。
手机向本系统发送“开”可以接通继电器使加热器工作；发送“关”可以切断继电器停止加热。同时，本系统会定时向手机发送当前温度及其它工作状态。TC35电路原理图如图3所示。
2.4 显示模块
信息的显示采用LCD液晶屏，具体型号为LCD12864。LCD12864是带中文字库的具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，可以显示8×4行的16×16点阵汉字，也可完成图形显示。可以根据需要实时显示温度、时间、日期或其它信息。
3 软件设计
远程智能电热水器控制系统软件采用C语言编写，采用模块化程序设计，包括主程序、温度检测控制子程序、显示子程序、GSM通信程序。系统的工作流程为：启动系统后进行初始化，对各项参数进行检测，若温度超限则报警，同时将报警信息发送到手机。系统根据收到的短信或键盘输入的相应指令完成对应的控制功能。系统主程序流程图如图4所示。
图3 TC35电路原理图
图4 主程序流程图
齿槽转矩4 总结
通过对基于STM32的远程智能储水式电热水器控制系统的研究和设计。本系统以STM32F103RBT6单片机为核心，对电热水器的温度及运行状况进行检测与控制，并通过GSM通信实现远程监控。该系统经调试和长期运行后，各项指标稳定可靠，且操作简便、成本低、易升级，具有广泛的应用前景。
测井电缆【相关文献】
[1] 张逢雪，王香婷，王通生，等.基于STM32单片机的无线智能家居控制系统[J].自动化技术与应用,2011,30(8):98.
[2] 林薇.远程控制系统的设计[J].白城师范学院学报,2018,32(Z1):14.制作防爆墙的单位
[3] 涂巧玲，周传兴，牟小燕，等.基于GSM网络的智能植物浇水系统[J].重庆理工大学学报(自然科学),2016,30(8):87.
[4] 龚跃玲，汪玲彦.基于STM32的USB OTG数据通信的实现[J].硬件纵横,2011,20(10):32.
[5] 王子琪.无人值守粮食仓储电子系统的研究设计[J].天津职业学院联合学报,2018,20(4):120.
[6] 李阳辉.基于STM32和GSM的温度远程监控系统设计[J].自动化与仪器仪表,2015(1):56.
[7] 白亚梅，张昌玉，白永刚.基于GSM模块的远程温度监控系统的研究[J].电子制作,2015(1):56.
[8] 刘凯，谭文，王伟鹏，等.基于GSM网络的多通道水中油在线监测系统研究[J].科技广
场,2016(8):86.
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