基于STC單片機(jī)的溫控?zé)嵊嬞M(fèi)采暖閥門的設(shè)計

金額采用浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)，為管理中心購熱后充入的費(fèi)用。當(dāng)取暖季結(jié)束后，用戶如做金額回寫操作，即可將溫控閥門剩余費(fèi)用回寫至卡內(nèi)，用于退費(fèi)等需求。
用戶ID號為5字節(jié)數(shù)據(jù)，為用戶在管理中心數(shù)據(jù)庫內(nèi)相關(guān)信息的登記號，并在第一次購熱操作時由管理中心設(shè)定，在第一次對閥門充值時將ID號寫入遙控器和閥門的存儲器內(nèi)。此時，用戶ID號亦作為IC卡、遙控器、閥門的唯一識別碼，避免了IC卡的混用和無線通信的干擾。
供熱系數(shù)3字節(jié)，包括熱力系數(shù)、壓力系數(shù)和效率系數(shù)（也可作其它定義），由管理中心根據(jù)實(shí)際情況確定后在用戶購熱時設(shè)定。
工程碼是維護(hù)人員所持工程卡專用，可將閥門存儲器內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化操作。
校驗(yàn)碼為金額數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和，在寫卡時避免數(shù)據(jù)錯誤。
讀卡后，單片機(jī)將數(shù)據(jù)信息存入存儲器，數(shù)據(jù)格式如表2。

標(biāo)志位用作閥門是否第一次使用的標(biāo)識，用來判斷是否對閥門系統(tǒng)的ID號進(jìn)行更新。
由于nRF2401集成的shockburstTM發(fā)射/接收模式僅需要用戶配置好寄存器內(nèi)發(fā)射頻道、數(shù)據(jù)寬度、地址寬度、發(fā)射功率等信息后即可直接將數(shù)據(jù)寫入寄存器發(fā)射，本系統(tǒng)選用5字節(jié)地址，12字節(jié)數(shù)據(jù)，地址即用戶ID號。通信數(shù)據(jù)格式如表3。

其中命令字：
0：充值，1：回寫，2：讀取金額和流量，3：讀取檔位，4：更新溫度，5：調(diào)整閥門檔位，6：更新系數(shù)，7：余額不足，8：電量不足。
3.2 程序流程
3.2.1 遙控器程序設(shè)計
遙控器實(shí)現(xiàn)如下功能：用戶設(shè)定溫度、根據(jù)室溫調(diào)控閥門流量、讀寫IC卡、讀出當(dāng)前閥門流量等，費(fèi)用值、系數(shù)值等都存儲在閥門的存儲器上，遙控器只是在用戶需要時通過無線讀出閥門系統(tǒng)的信息。
3.2.2 控制系統(tǒng)程序設(shè)計
圖3和圖4為系統(tǒng)遙控器部分和閥門部分的主要程序流程圖，遙控器通過4個按鍵實(shí)現(xiàn)了的溫度設(shè)定、充值、回寫以及閥門手動調(diào)節(jié)等功能，接收到閥門發(fā)出的欠費(fèi)、電量不足等報警信息時能夠予以警示，在定時器啟動后則通過對比設(shè)定溫度與室溫的溫差控制閥門調(diào)整流量。當(dāng)用戶插上IC卡，系統(tǒng)識別供熱系數(shù)是否改變，如有改變則向閥門發(fā)送更新系數(shù)命令，而后等待用戶的充值或回寫操作。閥門部分實(shí)現(xiàn)了流量及供暖入戶水溫和出戶水溫的測量并定時計費(fèi)，在定時器啟動時根據(jù)遙控器發(fā)出的指令調(diào)整閥門流量。閥門同時響應(yīng)遙控器所發(fā)出的查詢余額、流量、調(diào)整閥門、更新系數(shù)等指令并做相應(yīng)操作。

通過入戶與出戶水溫的溫度差與當(dāng)時流量積分所計算的用戶所消耗熱量更接近于實(shí)際值。引入了供暖系數(shù)通過用戶所持IC卡隨供暖中心購熱時即可更新，省去了系統(tǒng)后期的固件升級。由于使用唯一序列號作為用戶ID，實(shí)現(xiàn)了IC卡、閥門、無線通信地址碼的唯一性，避免了IC卡的混用以及無線通信的干擾。實(shí)驗(yàn)樣機(jī)通過測試，閥門調(diào)節(jié)、溫度控制等穩(wěn)定可靠，無線通信距離超過100 m。
參考文獻(xiàn)
[1] 國務(wù)院法制辦建設(shè)部.民用建筑節(jié)能條例釋義[M].北京：知識產(chǎn)權(quán)出版社，2008.
[2] 孫繼紅.分戶熱計量的應(yīng)用和推廣中遇到的問題[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2008，18（34）：227-228.
[3] 周建國，曹炬，姚全斌.單片機(jī)與PC機(jī)實(shí)現(xiàn)的電動閥門控制系統(tǒng)設(shè)計[J].計算機(jī)自動測量與控制，2001，9（2）：33-34.
[4] 劉永亮，趙磊，甄鵬，等.分布式多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].微計算機(jī)信息，2008，24（9-1）：145-147.
[5] 劉立新，李國輝，郝云芳.基于nRF2401的無線自動抄表系統(tǒng)[J].微計算機(jī)信息，2006，22（9-1）：158-160.
[6] 陳建良，李玉謙.基于SLE4442的IC卡系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].微計算機(jī)信息，2008，24（9-2）：247-248，254.
[7] 唐日泉，袁景淇，邱憲波.液晶驅(qū)動芯片HT1621及其在便攜式血糖儀中的應(yīng)用[J].微型電腦應(yīng)用，2003，19(5)：22-24.