基于单片机的智能感温水表的设计

摘要：为了克服现有的水表在技术上不能区分冷热水的不足，设计了一种新型实用的智能感温水表。系统采用双干簧管设计了流量传感器，提高了测量精度。AT89C52单片机作为主控芯片，系统工作时，温度传感器DS18B20采集水温信息传入单片机，并与设定的温度值比较，当判断水温高于设定值时，系统开始统计流量传感器输出的脉冲个数，并以此计算当前流量。流量数据通过单片机输出在液晶显示屏上，同时用E2PROM存储，进行掉电保护。经过测试，系统对温水计量精确，具有良好的稳定性，市场应用前景广阔。
关键词：AT89C52单片机；干簧管；DS18B20；液晶显示屏；E2PROM

0 引言
现用的检测热水流量的方法是在热水或暖气管道的入户端安装一个水表，直接检测流过的流量，根据记录的流量来计费。但是，热水不可能一直使用，闲置在管道中的热水会逐渐冷却，每一次间隔较长的使用，用户都要事先放掉一些凉水。每一个采暖季开始前，都需要循环大量的冷水来试验管道的可靠性，然后才会逐步提高水温。而这些放掉或循环的冷水却需要用户按热水的价格来承担费用，这显然不合理。为了解决现有技术上的缺陷，本文对传统的水表做了改进，采用AT89C52单片机作为主控芯片，由温度传感器DS18B20实时采集管内液体温度信息。当温度超过设定阈值时，单片机启动流量计算。同时，系统增加了显示端口和存储端口，可实现数据的实时显示和数据保存。

1 系统总体设计
智能感温水表由信号采集、信号处理、计算以及数据显示、记录3部分组成，系统框架图如图1所示。

水管中的温度传感器实时采集液体温度信息，传给AT89C52单片机。单片机判断传来的温度值大于阈值时，启动流热水量计算。流量传感器是由安装在管道内的叶轮和一对干簧管实现的。当热水流过叶轮时，叶轮转动，通过干簧管形成电脉冲信号，单片机统计脉冲数即可计算出当前流量。计算的结果通过串口液晶显示模块显示出来。同时，所得的数据采用I2C总线，存储到E2PROM中，进行掉电保护。

2 系统硬件设计
硬件电路的搭建以AT89C52单片机为信号处理核心，P0口和P1口控制显示电路(1602B)，P2口控制温度传感器(DS18B20)和双干簧管(MARR -5)的信号采集，P3口负责E2PROM(CAT24WC0X)存储。系统的硬件电路示意图如图2所示。