基于RTOS的太陽能熱水控制系統(tǒng)設計

　　在數(shù)據(jù)采集端，溫度的采集包括對屋頂集熱器溫度的采集，對恒溫小水箱溫度的采集，對大小箱溫度的采集和對輸水管網(wǎng)中某點溫度的采集。數(shù)據(jù)采集邏輯間接控制循環(huán)閥門、回水閥門、加熱閥門、加水閥門。數(shù)據(jù)采集端的功能模塊圖如圖4所示(虛線部分表示對閥門的間接控制)。

　　3 通信幀格式

　　主控制端所實時顯示和進行處理的數(shù)據(jù)要靠數(shù)據(jù)采集端進行采集后發(fā)回，兩者之間的通信通過RS485接口，采用定義幀結構的方式來實現(xiàn)。

　　在程序中，我們靠對幀類型的區(qū)分和判斷，共定義了七種代表不同含義的幀，分別是：①主控制端向數(shù)據(jù)采集端發(fā)送的數(shù)據(jù)查詢幀;②數(shù)據(jù)采集端向主控制端回送的溫度水位等數(shù)據(jù)幀;③監(jiān)控計算機端向主控制端發(fā)送的查詢閥門狀態(tài)幀;④監(jiān)控計算機向主控制端發(fā)送的查詢溫度水位等數(shù)據(jù)幀;⑤主控制端向監(jiān)控計算機回送的閥門狀態(tài)幀;⑥主控制端向監(jiān)控計算機回送的數(shù)據(jù)幀;⑦監(jiān)控計算機端設置參數(shù)告知主控制端幀。若某一幀是傳送數(shù)據(jù)的幀，則data1～dada7的7個字節(jié)中依次填充大水箱水位、小水箱水溫、大小箱水溫、屋頂集熱器中水溫(3個采集點)和采集點處的水溫。若某一幀作為傳送當前閥門狀態(tài)的幀，則用7個字節(jié)中的前4個來分別表示進水閥、回水閥、加熱閥和循環(huán)閥是打開狀態(tài)還是閉合狀態(tài)。幀結構的格式如圖5所示。

　　除此之外，還可以按照設計的需要自行增加幀的類型，以實現(xiàn)更為復雜的通信。

　　4 系統(tǒng)外存儲器EEPROM

　　由于控制中經常會涉及到參數(shù)的更改，為了使掉電后不影響系統(tǒng)的運行，即需要參數(shù)能夠重現(xiàn)，系統(tǒng)采用帶有I2C總線接口的EEPROM 2402芯片實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和讀取。讀和寫分別調用的兩個函數(shù)如下：

　　unsigned char eepromread(unsigned char beginbyte){

　　unsigned char data result;

　　unsigned char i;

　　EA=0;

　　i=RW24XX(result,1,beginbyte,READ_OP,M2402);

　　EA=1;

　　return(result);

　　}

　　/******************************************************

　　unsigned char i;

　　EA=0;

　　i=RW24XX(datum,beginbyte,WRITE_OP,M2402);

　　EA=1;

　　}

　　可以看出，函數(shù)RW24XX是對EEPROM外存儲芯片操作的主體函數(shù)，這里給出該函數(shù)中包含參數(shù)的定義：

　　bit RW24XX(unsigned char *DataBuff,unsigned char ByteQuantity,unsigned int Address,unsigned char ControlByte,enum eepromtype EepromType)

　　其中，DataBuff為讀寫數(shù)據(jù)輸入輸出緩沖區(qū)的首地址，ByteQuantity為要讀寫數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，Address為EEPROM芯片的片內地址，ControlByte是EEPROM的控制字節(jié)，具體形式為(1)(0)(1)(0)(A2)(A1)(A0)(R/W)，其中R/W=1，表示讀操作，R/W=0為寫操作，A2、A1、A0為EEPROM的頁選或片選地址;EepromType為枚舉變量，需為M2401～M24256中的一種，分別對應24C01～24C256，本系統(tǒng)中為M2402;函數(shù)返回值為一個位變量，若返回1表示此次操作失效，0表示操作成功;ERRORCOUNT為允許最大次數(shù)，若出現(xiàn)ERRORCOUNT次操作失效后，則函數(shù)中止操作，并返回1。

　　在該函數(shù)中，調用的若干I2C總線函數(shù)如下：

　　void IICStart(void);

　　void IICStop(void);

　　bit IICRecAck(void);

　　void IICNoAck(void);

　　void IICAck(void);

　　unsigned char IICReceiveByte(void);

　　void IICSendByte(unsigned char sendbyte);

　　結語

　　本系統(tǒng)結構簡單，操作方便，擁有手動和自動兩種控制模式，具有一定的智能性;既可現(xiàn)場控制，又可遠程控制;能根據(jù)現(xiàn)場狀況，合理地調節(jié)控制狀態(tài)。便于模塊化處理，使程序的可讀性、可維護性和可移植性都得到進一步提高。