基于STM32的远程智能电热水器控制系统设计 .pdfVIP

基于STM32的远程智能电热水器控制系统设计

齐延兴;杨雪银;王增玉

【期刊名称】《《农机使用与维修》》

【年(卷),期】2019(000)011

【总页数】3页(P10-12)

【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。

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

72MHz。片内具有20KB的SRAM和64KB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220V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

2.3GSM模块

GSM模块选用西门子的TC35，可工作在900kHz和1800kHz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