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嵌入式太阳能热水系统数据采集器研制
资料介绍
太阳能热水系统是太阳能利用的一个重要方向，得到了广泛的推广。家用太阳能热水系统已经不能满足市场需求，太阳能热水系统向集中化供热、智能化控制、远程化管理方向发展。对系统供能进行计量、效益进行评估、运行状态进行监测显得越来越重要，因此，使用数据采集器实现太阳能热水系统的计量、评估与监测十分必要。
太阳能热水系统的形式多样，普适性的采集器设计应该遵循两个原则：一是符合国家计量与监测相关标准；二是便于后续开发。文章详细分析了太阳能热水系统的特点，提出采集器的功能与性能要求，最终制定采集器的总体设计方案。
采集器硬件电路简单、可靠，主要由单片机最小系统、电源、存储、串口通信和以太网通信等模块组成。单片机采用STM32F103VE，利用其外设丰富、运算速度快、内部存储器容量大等特点，实现嵌入式实时操作系统的移植。
完成了底层驱动程序开发，主要包括：STM32固件库分析与配置、操作系统μC/OS的分析与移植、文件系统FatFs的分析与移植、单片机外设及以太网等芯片的功能封装等。底层驱动程序的封装遵循只提供机制不提供策略的原则，以便为应用层程序的开发预留更大的发挥空间。
完成了应用层程序设计，以高内聚低耦合为标准，合理安排任务使其满足功能及性能要求。其主要包括：超级终端与WEB网页的配置程序，数据的采集、计算及传输程序，维护网络通信状态程序和数据及日志存储程序等。
采集器的测试结果表明，其计量、监测等功能稳定可靠，分层封装的设计思路，为后续开发提供便利。太阳能热水系统数据采集器的研发，为太阳能热水系统工程的应用提供重要的技术管理手段。
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