ВВЕДЕНИЕ
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ОТОПЛЕНИЯ
1.1 Современных системы управления работой отопительных систем
1.2 Основные элементы разрабатываемой системы
2 РАЗРАБОТКА устройства управления системой отопления жилого дома
2.1 Структурная схема
2.2 Выбор элементной базы системы управления
2.4 Обоснование выбора языка программирования
2.5 Алгоритмы функционирования
2.6 Программирование контроллера
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
В современном мире существует растущая потребность в создании автоматизированных систем контроля и управления в различных сферах. Не исключением стала разработки отопительных систем.
Автоматизированные системы управления представляют собой комплекс, включающий в себя программные и аппаратные средства, а также персонал, который способен эффективно управлять разнообразными процессами в пределах заданных целей. В такой системе в отличие от автоматической системы человек выполняет некоторые функции.
В основе автоматизации лежит широкое применение средств электронно-вычислительной техники и разнообразного программного обеспечения. Применение автоматизированных систем позволяет сокращать затраты на перерасход ресурсов.
Актуальность выбранной темы курсовой работы очевидна, так как с развитием информационных технологий внедрение автоматизированных систем управления в решении повседневных задач является легко реализуемой. Стоит отметить, что сегодня становятся все более распространенными системы управления помещениями наподобие систем типа «умный дом».
Целью курсовой работы является разработка устройства для управления работой отопительной системы жилого дома на основе микроконтроллера.
Для достижения поставленной цели, требуется решить следующие задачи:
1) Изучить теоретические основы по заданной теме;
2) Выбрать программное и аппаратное обеспечение для реализации системы;
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ОТОПЛЕНИЯ
1.1 Современных системы управления работой отопительных систем
В современном мире основная масса процессов может быть автоматизирована. Но все же имеет группа важных областей в нашей стране, где автоматизация не получила широкого распространения. Основными причинами, препятствующие такому внедрению, являются высокие стоимость и сложность.
Жилищный фонд составляют важную часть в жизни общества. Автоматизированные жилые дома позволяют более эффективно и экономно расходовать имеющиеся ресурсы без ущерба для комфорта жителей жилого дома.
Автоматизация системы отопления жилого дома подразумевает под собой мониторинг и управления температурой в помещении. При автоматизации управления любого технологического процесса снижаются затраты на человеческий труд, а также повышается производительность[2].
На сегодняшний день существуют следующие виды систем управления работой отопительных систем:
1) Управляемые вручную системы. Данные системы включают следующие операции: визуальный контроль за температурой, включение и отключения регуляторов температуры. К недостаткам стоит отнести большую трату рабочего времени, рост вероятности человеческой ошибки и, следовательно, эти системы менее точны и ненадежны.
2) Частично автоматизированные системы. Такие системы подразумевают сочетание ручного контроля с частичной автоматизацией.
2 РАЗРАБОТКА устройства управления системой отопления жилого дома
2.1 Структурная схема
Суть данной технологии основана на создании среды с заданными характеристиками, которые учитывают следующие параметры:
1) температурный режим;
2) создаваемое в трубах давление.
Для успешной реализации поставленных функций требуется разработать алгоритмы, управляемые контроллером.
Для измерения любого параметра требуется наличие одного датчика. Структурная схема системы управления микроклиматом приведена на рисунке 2.2.
В данной системе контроллер является главным звеном системы: получая данные со всех датчиков, регистрирующих изменение рассматриваемых параметров, он вырабатывает управляющие воздействия. Для каждого рассматриваемого параметра важно подобрать советующий датчики и исполнительный механизм для осуществления должного уровня контроля.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной курсовой работе рассмотрен процесс создания устройства для управления отопительной системой жилого дома. Были выбраны среды разработки, средства проектирования и отладки. Выбрана элементная база, написана программа управления системой.
Разработанная система может удерживает температурные параметры в заданном пользователем диапазоне.
Используя результаты работы можно создать коммерческий проект, который будет востребован на рынке. Так же архитектура системы позволяет легко изменять её конфигурацию, как в аппаратном, так и в программном плане, а значит на основе данной разработки можно создать несколько модификаций, под различные группы пользователей.
Одним из перспективных направлений дальнейшей разработки является, объединение данной системы и мобильных приложений.
1) Тигранян Р.Э. Микроклимат. Электронные системы обеспечения. – ИП. Радиософт, 2005
2) Проектирование функциональных схем систем автоматического контроля и регулирования: учебное пособие/ А. В. Волошенко, Д. Б. Горбунов – Томск: Изд–во Томского политехнического университета, 2008. – 109 с
3) Белов А. В. Конструирование устройств на микроконтроллерах. - СПб.: Наука и Техника, 2015 – 256 с.
4) Белов А. В. Самоучитель по микропроцессорной технике. - СПб.: Наука и Техника, 2014 – 211 с.
5) Богданов, С. В. Умный дом: монография / С. В. Богданов. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб. : Наука и Техника, 2015. – 208 с.
6) Велт, Т. Дж., Элсенпитер, Р. К. "Умный дом" строим сами / Т. Дж. Велт, Р. К. Элсенпитер. - СПб. : КУДИЦ-Образ, Питер, 2014. – 384 с.
7) Водовозов А. М. Микроконтроллеры для систем Автоматики: Учебное пособие. - Вологда: ВоГТУ, 2014. – 123с.
8) Монк Саймон. Мейкерство. Arduino и Raspberry Pi. Управление движением, светом и звуком / С. Монк; пер. с англ. М. А. Рейтман. - СПб. : БХВ-Петербург, 2017. – 336 с.
9) Предко М. Руководство по микроконтроллерам. Том 1. / Пер. с англ. под ред. И. И. Шагурина и С. Б. Лужанского – М.: Постмаркет, 2015. – 416 с.
10) Предко М. Руководство по микроконтроллерам. Том 2. / Пер. с англ. под ред. И. И. Шагурина и С. Б. Лужанского – М.: Постмаркет, 2015. – 488 с.
11) Сопер, М. Э. Практические советы и решения по созданию "Умного дома": самоучитель / М. Э. Сопер; пер. с англ. А. Ю. Карцева. - М. : NT Press, 2014. – 421 с.
12) Тесля, Е. «Умный дом» своими руками. Строим интеллектуальную цифровую систему в своей квартире / Е. Тесля. – СПб: Питер, 2008. – 224 с.
13) Харке, В. Умный дом. Объединение в сеть бытовой техники и систем коммуникаций в жилищном строительстве: монография / В. Харке; пер. с нем. И. В. Рядченко. - М. : Техносфера, 2014 (Чебоксары). – 287 с. : ил.
