基于物联网的智能供暖系统研究与设计

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对于我国北方地区,其气候的特点主要是寒冷、干燥,由于生活习惯的原因,需要暖气供热以维持室内温度。暖气是指一种供暖设备,传统暖气是集中供暖,由管道将锅炉产生的蒸汽或热水输送到房间的散热器散出热量,使室温增高,然后流回锅炉重新加热、循环,再次利用。虽然暖气有着供暖效果好、成本低等优点,但是,它同样有着缺点,诸如无法调节温度高低,高层用户效果较差以及集体供暖导致部分用户欠费仍能使用等等。近年来,随着物联网技术的大力发展,与诸多产业之间形成了深层次的联系,并得到了广泛的应用,嵌入式设备和短距离无线通信技术的发展,更是使得处理器等嵌入式设备的成本不断降低。如此以来,低廉的成本可以促使物联网和人们家中的各种设备建立联系,实现智能化。而供暖系统,同样也可以实现智能化。本文所设计的基于物联网的智能供暖系统分为两个部分:硬件部分采用智能电动阀门执行机构对暖气中的水流量进行控制,从而达到控制室温的效果。在室内安装传感器,通过ZigBee协议和Wi Fi,可以在终端软件上显示每个房间对应温度、湿度,通过终端软件(手机),可以对阀门的开度进行控制,从而控制热水流量,达到单独控制每个房间温度、湿度的目的。智能供暖系统硬件部分从系统的整体结构和系统的核心组件开始,进行了STM32F103C8T6单片机主芯片的选取,并设计了多部分电路,其中包括电源、复位、按键、系统时钟等,并搭建温湿度传感器模块、ZigBee相关电路模块、智能电动执行器相关模块、Wi Fi模块以及显示模块。软件部分则是设计了STM32单片机的初始化和各个函数,并且利用TCP/IP协议栈,设计了Wi Fi模块的程序,以及用来接收、转发控制指令和采集数据信息的ZigBee模块程序,用来读取和显示室温的温度传感器读取程序和OLED显示屏模块程序。软件部分包括网站和APP两个部分,可呈现出温度曲线图及相关数据,并将其以图片和Excel的形式保存,同时在温度超出规定值范围时报警提醒。网页设计分前后台,分别采用HTML5实现界面、PHP进行数据管理。
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