榜首部分：前语
一、摘要
在太阳能热水器流出的热水，与自来水管流出的冷水混合流出进程中，因为一般机械式混水阀具有物理缺陷，导致终究的水温不易调理，调理后不能安稳，中止后又要从头调理。本项目针对这一问题，期望通过PIC32单片机，规划出能主动调理，安稳出水，水温安稳的数字混水阀，让太阳能热水器的运用愈加便当舒适，一起还能减少水资源的糟蹋。本项目具有很高的运用价值与不错的商场潜力。
二、项意图立项依据
当时，在国家大力开展新能源的大环境下，水能、太阳能、生物质能等的开发运用得到了分外的注重。在这些领域中，太阳能热水器则是太阳能效果运用中的一大工业，它以环保、安全、节能、卫生等长处，敏捷赢得了宽广顾客的喜爱。
2008年3月18日发布的《可再生能源开展“十一五”规划》明确提出，到2010年，太阳能热水器累计设备量到达1.5亿平方米。此外，在新农村建设中，不少地方都给予了不同程度的补助，每台太阳能热水器多则补助千元，少则一二百元。由此能够看出太阳能热水器未来的开展前景是十分好的。
自2001年到2006年太阳能热运用工业获得快速开展至今，太阳能热水器的销量每年都能略有增加或坚持安稳。这期间，它的不少缺陷也在持续的改善中。
在太阳能热水器的许多部件中，有一个是用户们最常常触摸的，那就是混水阀——在洗浴进程中运用的阀门。它的一些缺陷也是用户们最能直接体会到的：
一、一般机械混水阀十分的难以调停：用手进行的一个起伏很小的扭动或许会导致很大的水温改变。
二、水温的确认依托人的感觉：这方面的首要问题在于用户调理阀门后还要等很长一段时间才干确认真实的水温，因为调理后的水从混水点流至喷头处还有不短的间隔。假如不适宜还要再进行调整，不只消耗时间，还很糟蹋水资源。
三、用户假如中止洗浴(例如需求涂改浴液时)则需求封闭阀门，持续洗浴则要再次进行调理。这样一来，有不少用户为了减少不便利，甚至在不运用水的进程中也不封闭阀门，极大地糟蹋了水资源。
四、现在的太阳能热水器，大多为落水式，即热水管中的水压完全由水在热水器安顿高度与用户地点高度之间构成压力供给。这样的水压供给办法往往不安稳，而且假如楼层高则较小，再加之自来水管水压的不安稳，导致一般机械混水阀无法操控洗浴进程中水的压力改变，终究的表现是：出水忽冷忽热。
因而，研制“太阳能热水器恒温混水阀”的十分必要。这项效果，不只具有宽广的商场前景，一起也能节省水资源。
当时，尽管也有一些公司推出了“恒温混水阀”，但大都都是运用热应变才能强的金属做绷簧或杠杆驱动阀门改变，这样的改善虽获得一些前进，但依然保留着机械式阀门的一些缺陷，例如：不能完成精确地温度操控，依然需求用户等候来测验水温，而且关于水压的调理才能也有限(体现在温度调理规模有限)。当时，也有一些数字类产品克服了这些缺陷，但集成度往往很高，一般与太阳能热水器调配出售。仅仅有几款数字混水阀能够独自出售，但技术手段过于杂乱，设备过于巨大(例如加装水箱充任减少水压影响的缓冲设备)，导致出售价格却出奇的高，难以被商场遍及承受，销路很差。
所以，假如能够开宣布本钱相对较低而功能优秀的数字恒温混水阀，必定有广泛的商场前景与运用价值。
第二部分：扼要项目陈说
一、项意图研讨内容
1、出水温度丈量
抱负状况下期望电磁阀开度的改变能实时体现在混水点处温度的改变上。所以，电磁阀与温度传感器都要放置在间隔混水点尽或许近的方位上。可是，若温度传感器与混水点间隔过近，或许会测到在冷热水混合不充沛时的水温。因而，二者间有必要要有必定的间隔，使水充沛混合，这样一来，传感器只能测到真实流过电磁阀一段间隔后的水温，不能到达抱负状况。尽管中心间隔比一般机械式混水阀小许多，但若要完成实时的反应调理，这之间的差错要尽或许减小。
2、阀门操控算法
通过DS18B20温度传感器能够获得精度相对很高的温度丈量成果，而且直接以数字方法串行发送给PIC32单片机。单片机通过核算后，能够依据当时用户设定的水温值来决议冷水阀和热水阀开度改变的时间，直至两个阀门的开度调理到适宜方位，流出喷头的水温安稳在设定值。
此外，若要使终究的出水量和水温安稳，有必要要考虑的一个重要影响是水压。现在的太阳能热水器遍及选用落水式设备办法，水压往往不安稳，一起，假如用户所住楼层较高，则热水管本身的水压太小，再加之自来水水压不时的改变，终究导致了喷头出水水温的忽冷忽热，忽大忽小，严峻的还会导致热水管道中水的回流。
3、阀门开度操控
调理出水量最直接的办法是通过操控阀门开度。本项意图混水设备中涉及到两个阀门的操控问题，进行流量调理时，不只要能完成流量安稳在设定值，更重要的是使出水温度也安稳在设定值。
4、整合项目，使丈量单元，数据处理单元，操控单元能恰当合作。终究进行测验调整，到达预期的研讨方针。 二、项意图研讨方针
1、运用PIC32规划出适宜的核算办法，要使处理后的温度数据能尽量减小因为混水点和温度传感器的间隔而形成的丈量推迟。
2、规划出适宜的单片机程序，使其在温度低于设定值的时分增大热水管电磁阀的开度或减小凉水管电磁阀的开度;反之，在温度高于设定值的时分增大凉水管电磁阀的开度或减小热水管电磁阀的开度。
3、在到达上述条件的一起，不能对喷头终究的出水量形成影响，使体系在调理温度的一起，坚持水流量的安稳。例如，不能呈现下述状况：因水温过热，热水管电磁阀开度减小，而凉水管电磁阀开度不变，终究使温度调整到设定值，但出水量却减小。
4、通过直接办法，消减水压关于水温文流量操控的影响。
三、有关办法
1、设备的丈量部分有：温度丈量部分和流量丈量部分。温度丈量部分为DS18B20温度传感器，放置在混水口之后，冷热水现已充沛混合均匀的方位处，丈量水温。此传感器精度较高，并可直接将温度数据串行发送至PIC32，数据处理起来十分便利。流量丈量部分为叶轮式流量计，放置在温度传感器之后。它可将水的流量状况直接以脉冲信号传送给单片机，依据简略的公式核算后即可得到实践的液体流量。通过测定流量：其一，引入了一个已知数据量，能够使两个电磁阀在调理水温的一起，进行流量的调理，使二者悉数安稳在设定值;其二，水压的影响在必定程度上体现在对水流量的影响上，通过测定液体流量，能够直接地消减水压改变对设备的影响。
1、设备的丈量部分有：温度丈量部分和流量丈量部分。温度丈量部分为DS18B20温度传感器，放置在混水口之后，冷热水现已充沛混合均匀的方位处，丈量水温。此传感器精度较高，并可直接将温度数据串行发送至PIC32，数据处理起来十分便利。流量丈量部分为叶轮式流量计，放置在温度传感器之后。它可将水的流量状况直接以脉冲信号传送给单片机，依据简略的公式核算后即可得到实践的液体流量。通过测定流量：其一，引入了一个已知数据量，能够使两个电磁阀在调理水温的一起，进行流量的调理，使二者悉数安稳在设定值;其二，水压的影响在必定程度上体现在对水流量的影响上，通过测定液体流量，能够直接地消减水压改变对设备的影响。
2、设备的输出部分为别离安顿在冷水管道中和热水管道中的两个电磁阀。关于阀门的调整，为双输入(水温，水流量)双输出(两个电磁阀的开度)，较为杂乱，可运用一下思路进行：
A、若水温过高，则增大冷水阀开度，直至温度降到预设值。之后依照实践水流量与设定流量的比值一起减小冷热水阀的开度，直至流量到达预设值。假如在调整流量进程中水温发生改变，则回来前一环节进行调理，直至安稳。
B、若水温过低，则以与A进程相反的办法进行调理。
C、若水流量过大，则依照实践水流量与设定流量的比值一起减小冷热水阀的开度，直至流量到达预设值。这时再以进程A或B进行调理，直至安稳。
D、若水流量过高，则以与C进程相反的办法进行。
这样，能够在温度调理好的基础上，一起坚持流量的安稳。
3、设备的显现部分选用七段数码管。别离显现当时的水温、水温预设值以及流量预设值。用户能够通过按键调理预设值。这样一来能运用户直观的了解当时太阳能热水器的目标，十分人性化。
4、水压影响是整个体系中最难处理的一部分。水压关于水温文流量的影响都是不小的，关于这一部分，现在的设想有两步能够对其进行削弱：
A、流量传感器：水压的影响在必定程度上体现在对水流量的影响上，通过测定液体流量，能够直接地消减水压改变对设备的影响。
B、电磁阀选用单向电磁阀，按捺因为一方水压过大而形成的回流状况。
六、预期制品结构
1、最上部分为两根管道，热水管接太阳能热水器，冷水管接自来水管。
2、两根管道别离安顿一个单向电磁阀。
3、箱体内部，按水流过的次序，封装有DS18B20温度传感器，叶轮式流量计。
4、箱体内部一起还封装有PIC32，独立按键以及其它必要的电子器件。
5、通过混水后，从出水管道流出。
