热水器的温度水位控制系统的设计.docx
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2022-05-27
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1 引言
随着人们生活水平的不断提高，热水器已经走进了千家万户。近些年来自动
控制 的迅速发展带动了热水器行业的产业升级，智能家居也已经从理念开始逐
[1]
渐变成现实。实现温度和水位的自动化控制对热水器行业的发展来说是十分重要
的，自动化控制技术在生活中的很多领域也都会使用到。
早期的时候因为技术问题，水温和水位的参数控制存在许多缺点 ，不仅成
[2]
本高、精度低，而且系统不稳定，电路的设计也十分复杂，一般都是在锅炉厂房
里应用的比较多。伴随着电子技术的迅猛发展和应用，基于单片机的嵌入式控制
系统正逐渐从工业应用拓展到生活中的各个领域，温度和水位的智能化控制技术
也越来越成熟，传统热水器存在的温度水位控制缺点也慢慢的得到完善 ，特别
[3]
是数字传感器的发展，可以说是解决了检测参数精度低这个主要问题。我们在对
落后的设备进行改进时，通常都会采用基于单片机的方式，之所以选择用单片机
来完成热水器的温度水位控制系统的设计，是因为嵌入式系统的设计有着其独特
的优点，可以将温度和水位这两个模块的传感器放在一起，既提高了设备的自动
化程度又在一定程度上延长了设备的使用寿命 ，性价比非常高。
[4]
1.1 电热水器发展现状
热水器的发展经历了从上世纪末单一的燃气热水器到太阳能热水器再到现
在市场上各式各样的电热水器，可以说是热水器行业的一次次产业革命。和传统
的燃气式或者太阳能热水器相比，电热水器更加安全、方便，十分适合现代化的
城镇居家生活。
根据调查显示，有超过一半的家庭都考虑过要更换热水器，这就说明在未来
的几年里，热水器行业还会保持一个良好的发展前景。就实际使用情况来看，太
阳能热水器存在安装位置局限性的弊端，使用范围狭窄，多适用于农村，且受天
气影响的程度很大。而燃气热水器存在的问题更大，不仅安装麻烦，还不易调节
温度，最主要的是在使用过程中还会产生危害人体健康的气体。参照中国商业联
合会的统计结果显示，传统的燃气热水器在市场份额上已经被电热水器超越了，
电热水器市场在中国的发展伴随着国家电网的发展以及中国近些年来房地产产
业的火爆发展，在未来几年将保持持续良好的发展势头 。
[5]
随之人们消费水平不断提高，对产品功能的要求也会越来越多，随之相关技
术的越来越成熟，应用的领域越来越广泛，热水器的发展方向将主要以下面几点
为核心：
（1）数字化：手动旋钮调节方式存在很多不足之处，比如温度调节不准，
不能直观的观察温度变化，数字化调节方式简单直接，还有显示屏可以时时观察
温度和水位的变化。
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