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基于 ARM 的热量计设计

摘要

民用住宅的暖气计量一直是供暖技术中的一个重要问题，现有的按使用面积收费的

方式存在着许多不合理的因素。为解决这一问题，本文介绍了一种新型的热量计，该热

量计是基于 ARM，主要由流量传感器、温度传感器、LPC2103 三部分组成。本文详细

阐述了热量计的硬件和软件设计，介绍了相应的抗干扰措施，并对误差来源作了简要的

分析。

热量计是实施城市供热体制改革，推行按热量收费的关键设备，对热量消耗全部智

能计算，以用户实际耗用热量为计量收费依据。热量计作为热力公司向每一位住户收费

的依据和手段，不仅已广泛被用户所接受，而且由于用热量与费用直接相关，也加强了

住户的节能意识。用热量计进行热计量更为科学、合理，既方便用户，又便于管理。

关键词:热量计，ARM，热量，温度传感器，流量传感器

目录

摘要......................................................................I

ABSTRACT.................................................................II

1 绪论....................................................................1

1.1 选题背景 ..........................................................1

1.2 热量计概述 ........................................................2

1.3 热量计类型和发展 ..................................................2

1.4 国内外发展概况 ....................................................3

1.5 本文研究内容和目标 ................................................5

2 热量计的硬件电路设计 ....................................................6

2.1 热量计量系统原理框图 ..............................................6

2.2 热量计的硬件原理框图 ..............................................6

2.3 外围电路设计 ......................................................7

2.4 温度测量电路 ......................................................8

2.4.1 温度传感器...................................................8

2.4.2 DS18B20......................................................8

2.4.3 温度测量电路图 ............................................11

2.5 流量测量电路 .....................................................11

2.5.1 流量测量原理................................................11

2.5.2 霍尔流量传感器..............................................14

2.5.3 测量电路与输出特性 ..........................................14

2.6 显示电路设计 .....................................................16

2.7 电源设计 .........................................................16

2.8 传输模块设计 .....................................................18

2.9 本章小结 .........................................................19

3 热量计软件设计.........................................................20

3.1 初始化主程序 .....................................................20

3.2 温度测量子程序 ...................................................20

3.3 流量测量子程序 ...................................................21

3.4 热量计量子程序 ...................................................23

3.5 显示子程序 .......................................................23

3.6 本章小结 .........................................................24

4 系统通讯部分设计.......................................................25

1 绪论

1.1 选题背景

我国是一个能源大国，每一天能源的消耗与转换不计其数，故保证高效的能源利用

率一直以来都是国内学者研究的重大课题，而热量计在各个行业的应用更是首当其冲。

当前，建筑节能在世界上蓬勃兴起，成为大家关心的热点。我国的建筑能耗很高，

是发达国家的 3 倍多，而城市供暖又是建筑能耗的主要部分，发达国家普遍采用了能够

调节和控制的供热系统，锅炉和管网热效率特别高。城市供热正在迈出改革步伐，迫切

需要高新计量设备进入供热领域，改变我国城市目前采暖技术的落后局面。

多年来，我国一直沿用旧的居民供暖体制，以居民小区为单位，共用一个控制阀，

以住宅面积为热量的计量依据收取供暖费用。随着人民生活水平的提高，商品意识的不

断加强，这种旧体制已经不能适应当前经济生活的发展，其弊端也是显得越来越突出。

随着市场经济的发展及个人需求的提高，对供暖质量的要求也越来越高，越来越多样化，

如有的人宁愿多花钱，来享受一个暖冬，而有的人依据自身条件喜欢经济一点，过得去

就行。居民住房越来越大而人口越来越少，暂时无人住的房间希望不供暖或低温就行，

但不论何种需要有一点是共同的，就是希望供暖也能象商品一样，花多少钱，享受多少

热量，明码实价，钱花得其所。而现在所有的供暖方式，只要是同一个供暖单位供热，

就只能一个样，根本无法依住户的需要自行调节。

随着改革深入发展，多种经济形式并存，非国有企业日渐增多，各单位经济效益及

个人收入的差别也越来越大。拖欠取暖费的情况越来越多，造成各地区收费困难。有的

地方收不上费只好不供暖，而现有的供暖方式是全小区或一栋楼一个控制阀，无法区别

对待缴费与不缴费的住户，造成大范围停止供暖。供热由供热单位单一方支配，随意性

强，缺少制约机制。在现有的供热体制下，取暖费交给供热单位后，这一冬季居民室的

冷暖全在供热单位的控制下，无法建立有效的监督机制，用户处在被动受暖地位，导致

供热质量逐年下降，供热单位与用户的矛盾也日益加深，投诉电话逐年增加。由此可见，

现有的大锅饭式供暖体制必须改革，让供暖走向市场，把热量回归为商品，让人们对热

量的需求如同对普通商品的需求一样，多花钱多买，少花钱少买。

民用住宅的暖气计量一直是供暖技术中的一个重要问题，现有的按使用面积收费的

方式存在着许多不合理的因素。热量计是实施城市供热体制改革，推行按热量收费的关

键设备，对热量消耗全部智能计算，以用户实际耗用热量为计量收费依据。热量计作为

热力公司向每一位住户收费的依据和手段，不仅已广泛被用户所接受，而且由于用热量

与费用直接相关，也加强了住户的节能意识。用热量计进行热计量更为科学、合理，既

方便用户，又便于管理。

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lijian0086

2024-03-28

资源很实用，对我启发很大，有很好的参考价值，内容详细。

oligaga

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