一种基于ZigBee的校园太阳能热水器电辅助加热控制装置的制作方法

本发明涉及一种基于ZigBee的校园太阳能热水器电辅助加热控制装置，属于热水器技术领域。

背景技术：

太阳能热水器因为其具有绿色节能，环保无污染等特点，使得其越来越受到广大消费者的青睐。在校园里，太阳能热水器常常分布于很多个建筑区，每个热水器都有着自己的控制器，管理人员需要到每个控制器的安装地点才能实时查看水位和水温等数据，管理极为不便。此外，太阳能热水器对天气有很强的依赖性，在晚上、阴天或多雨的地区应用，常常会出现对管道的水加热不足的问题，难以满足用户的用水需求。在的南方地区，常年阴雨天气较多，太阳能热水器发挥不了其巨大的优势，故大多数用户则采用电热水器来供热水。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：针对太阳能热水器在校园应用所存在上述问题，本发明提出了一种基于ZigBee的太阳能热水器辅助加热控制器，用户可实时监控各个不同区域的太阳能热水器的水箱温度和水位，当太阳能加热的水温不能满足用户需求时，可远程实现手动或自动加热，监控集中，管理方便，更加节能，能够满足供水需求，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种基于ZigBee的校园太阳能热水器电辅助加热控制装置，包括安装在校园内每个建筑物上的太阳能热水器上的温度传感器、水位传感器、用于防止烧干的防烧干温度传感器、用于控制加水的电磁阀和用于控制加热器加热的继电器，温度传感器、水位传感器、防烧干温度传感器、电磁阀和继电器通过ZigBee无线模块连接到远程观测和控制的监控终端。

ZigBee无线模块包括连接每个建筑物上的太阳能热水器上温度传感器、水位传感器、防烧干温度传感器、电磁阀和继电器的控制节点微处理器、与控制节点微处理器连接的数据收发模块一、数据终端微处理器、与数据终端微处理器连接的数据收发模块二，数据终端微处理器通过CH430USB转RS232串口通信模块接口与监控终端连接。

控制节点微处理器和数据终端微处理器分别均采用CC2530芯片。

监控终端设置有温度和水位提醒的报警模块和语音播放模块，报警模块采用蜂鸣器和警示灯，语音播放模块采用喇叭和语音芯片。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过监控终端和ZigBee无线模块实现每个建筑物上的太阳能热水器的实时远程监控，解决了远程布线的困难，使得控制工作变得更加智能化，大大减少了管理工作负担，管理更加智能化，供水可靠安全，更加节能，本发明还具有结构简单、成本低、维护方便快捷的特点。

附图说明

图1是本发明的控制结构示意图；

图2是本发明的控制节点电路示意图；

图3是本发明的数据终端硬件示意图；

图4是本发明的控制节点控制流程图；

图5是本发明的数据终端控制流程图；

图6是本发明的监控流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例：如图1-图6所示，一种基于ZigBee的校园太阳能热水器电辅助加热控制装置，包括安装在校园内每个建筑物上的太阳能热水器上的温度传感器、水位传感器、用于防止烧干的防烧干温度传感器、用于控制加水的电磁阀和用于控制加热器加热的继电器，温度传感器、水位传感器、防烧干温度传感器、电磁阀和继电器通过ZigBee无线模块连接到远程观测和控制的监控终端。

ZigBee无线模块包括连接每个建筑物上的太阳能热水器上温度传感器、水位传感器、防烧干温度传感器、电磁阀和继电器的控制节点微处理器、与控制节点微处理器连接的数据收发模块一、数据终端微处理器、与数据终端微处理器连接的数据收发模块二，数据终端微处理器通过CH430USB转RS232串口通信模块接口与监控终端连接。

控制节点微处理器和数据终端微处理器分别均采用CC2530芯片，采用CC2530芯片作为控制节点微处理器和数据终端微处理器的主控芯片，CC2530 是用于2.4-GHz IEEE 802.15.4 ZigBee 和RF4CE 应用的一个真正的片上系统SOC解决方案，它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点，以CC2530为核心的ZG-Mx传输模块集成了32MHZ和32KHZ晶振以及高性能的无线RF收发器，具有强大的外设功能，因此非常适合作为太阳能热水器电辅助加热控制器节点和数据终端处理器的主控芯片，在ZG-Mx传输模块上增设相应的温度、水位、以及防烧干温度传感器、即可集成控制节点，同理，在ZG-Mx传输模块上增加串口电路即可实现与监控终端PC机的通信，此时CC2530处理器也即作为终端数据微处理器，可不需要在外接其他电路，其他显示与控制功能则由监控终端PC机软件来实现，此种方案所需外设元器件少，由于最小系统基本上承担了所有的控制处理任务，从而使得外围电路设计简单可行，性能可靠。

监控终端设置有温度和水位提醒的报警模块和语音播放模块，报警模块采用蜂鸣器和警示灯，语音播放模块采用喇叭和语音芯片。

本发明采用ZigBee节点来对校园内建筑物上的各个太阳能热水器的水温、水位以及辅助加热器进行监控。具体功能有：1、实现对水箱温度和水位的实时监测；2、当太阳能热水器对管道的水加热温度不够时，控制继电器模块开启电辅助加热，保证水温满足用户要求；3、在进行电辅助加热时，开启防干烧检测，防止水箱干烧导致火灾等事故发生；4、将所采集的信号发送给控制终端，同时接受终端命令，并执行相应操作。

控制节点采用谷雨公司开发的无线通信集成模块ZG-Mx为控制模块，ZG-Mx以CC2530芯片为核心控制器，能够读取外部传感器的输入信号，经过数据处理后通过RF收发器发送给数据终端微处理器；同时，ZG-Mx模块还可以通过RF收发器接受数据终端微处理器发送过来的命令，经过数据分析后，通过相应的I/O口输出模拟控制信号，从而驱动电加热模块或电磁阀控制模块执行相应的开/闭动作。其硬件电路图如图2所示。

数据终端亦采用谷雨公司开发的无线通信集成模块ZG-Mx为控制模块，控制终端通过CH430USB转串口通信模块与监控终端PC机通信，可将接收到的无线数据信息通过串口传输到监控终端PC机；同时也可从串口读取用户发出的数据指令，再通过RF收发器发送给网络中的对应的某个控制节点，从而使控制节点执行相应命令操作。其硬件电路如图3所示。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。