随着经济的高速发展,社会对能源的消耗不断增加,能源短缺的风险日益加重。与此同时,环境问题也日益凸显,传统能源煤炭、石油的使用会产生大量有害气体和温室效应气体。煤炭、石油是不可再生能源,且储量有限,随着开采量和使用量的逐渐增大,枯竭只是个时间问题。在能源危机的大背景下,发展可再生能源得到了世界各国的重视。浅层地热资源是清洁、无污染的可再生能源,开发浅层地热资源对于环境和经济具有双重效益。地源热泵是开发浅层地热资源的最重要的形式之一,也是目前最普遍的形式。地埋管地源热泵以其高效、节能、环保的优势得到了越来越广泛的应用,国家也从政策和经济两个层面给予了大力扶持。本文针对地埋管地源热泵水系统设计了一套智能化的控制装置,因为在地源热泵系统中水系统占能耗的很大一部分,优化水系统的控制对于提高地源热泵系统的运行效率有着积极的意义。本文设计的控制装置为地埋管地源热泵水系统的优化控制提供了一个平台,各种优化算法均可利用该平台进行验证。本文的研究工作可以总结为如下几点：1、首先,基于STC12C5A60S2单片机作为控制核心设计了CAN总线的通信节点,该节点可以实现CAN通信；可以实现CAN通信与RS-485通信的转换,便于把传统的带RS-485通信接口的仪表接入CAN通信网络；可以实现CAN通信与无线通信的转换,CAN通信网络中的数据能够实现无线传输。其次,设计了数据采集和控制模块,包括A/D转换模块、D/A转换模块和开关量输入输出模块。2、设计了系统底层驱动程序,包括CAN通信驱动程序、RS-485通信驱动程序、无线通信驱动程序、A/D转换驱动程序、D/A转换驱动程序和开关量输入输出驱动程序等一系列的底层驱动软件。3、基于设计好的硬件和底层驱动软件构建CAN总线通信网络,完成数据采集节点和控制节点在地源热泵水系统中的部署。4、开发了基于ARM9和嵌入式Linux操作系统的上位机系统,实现Linux操作系统内核配置和系统移植,采用Qt/Embedded类库进行图形用户界面的设计。开发了基于VB.NET的上位机软件,实现了现场数据的无线监控。5、基于地源热泵水系统现场采集的数据,运用矩阵的左半张量积理论构建了地埋管换热器出口温度的模糊预测模型,并对模型进行了验证。6、对课题研究过程进行总结,分析了系统的不足之处,对系统的改进进行了展望。