摘要：随着近几年来我国经济的迅猛发展和进步，我国在科学技术方面取得了令人举世瞩目的成就，尤其是在智能电热水器控制系统设计方面更是取得了比较显著的成就。另外，随着经济的快速发展，我国人们的生活水平得到了大幅度的提升，人们对于热水器提出了越来越高的要求，原有的热水器已经远远不能满足人们的需求。为了满足人们的需求，智能电热水器出现了，并且已经走进了千家万户，成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。众所周知的是，在整个智能电热水器的设计过程中，控制系统设计是至关重要的一部分，控制系统设计水平直接决定了智能电热水器的功能以及工作效率因此，为了不断的提高智能电热水器的质量水平，相关设计单位必须要不断的提高对于控制系统设计的重视程度。本文就目前智能电热水器的发展现状、发展趋势以及设计做了简要的分析和探讨。
关键词：智能电热水器；控制系统；设计
我们知道，在整个智能电热水器的设计过程中，控制系统设计是一个难度系数比较高的设计环节，而控制系统设计的好坏也能够直接影响整个智能热水器质量的好坏。与传统的热水器相比较，智能电热水器具有一系列的优点，智能电热水器不仅仅具有快速、高效等优点，而且智能电热水器也可以大量的节约能源以及时间，而正是因为这些优点才使得智能电热水器可以被人们广泛的应用到生活生产中。尽管近几年来我国在智能电热水器的设计方面取得了比较显著的成就，但是，与其他发达的国家相比较，我国在智能电热水器的设计方面仍然存在着诸多的问题，尤其是在控制系统的设计方面更是存在着许多问题。为了尽快的改变这一现状，提高我国整个智能电热水器的质量水平，必须要积极的引进各种先进的设计水平，进而不断的提高整个智能电热水器的质量水平。
一、智能电热水器的发展趋势
随着科学技术的迅猛发展和进步，智能电热水器会有一个非常光明的发展趋势。与传统的电热水器相比较，智能电热水器的功能比较齐全，并且精度比较高、可靠性也比较高，这就导致智能电热水器越来越受到人们的关注。在未来几年的发展过程中，智能电热水器将会不断的实现智能化、节能化、安全稳定化等各种先进的功能。例如，智能电热水器将会从开始的手动调节发展到熟悉化、信息化调节的方式，这就大大的降低了人们使用智能电热水器的难度，同时，也节省了人们大量的时间。传统的电热水器耗能比较严重，为了尽快的改变这一现状，实现电热水器的节能化已经成为了一种必然趋势。如，在利用智能电热水器的时候，我们可以采取控制技术上的定时加热或者分步加热等技术手段，这种方式能够大大的降低电热水器的耗能程度。最后，安全稳定性是智能电热水器具有的一个比较显著的特征。对于智能电热水器而言。它可以自动的检测并且控制电热水器的工作状态，并且能够调节温度、防止出现超高温或者漏电等现象，大大的提高了用户在使用智能电热水器中的安全性能。
二、智能电热水器的硬件设计
硬件设计在整个智能电热水器控制系统设计过程中是极其重要的一个环节，同时，硬件设计也是一个比较复杂的设计过程。在整个智能电热水器控制系统中，该控制系统的硬件设计部分主要包括了电源电路的设计、单片机最小系统电路的设计、人机交互电路的设计、水位控制电路的设计、温度控制电路的设计、漏电检测电路的设计以及声音提示电路的设计等。下面主要就电源电路设计以及人机交互设计做了详细的介绍，希望对整个智能电热水器控制系统设计有一个更加详细具体的认识。
（一）电源电路的设计
在整个硬件设计过程中，电源电路设计是至关重要的一个环节。在智能电热水器控制系统的设计过程中，通常需要两种类型的电源，这两种电源各具特色，分别适用于不同的电路场合。例如。五幅的电源主要用于单片机或者温度检测电路等。而对于十二幅的电源而言，它主要是用于温度控出调整管释放电荷的电路系统中，它可以帮助我们更好的对整个智能电热水器的温度进行一定的控制。
（二）人机交互电路的设计
人机交互电路的设计女对于提高整个智能电热水器控制系统的设计质量水平具有非常重要的作用，因此，在对智能电热水器控制系统进行设计的过程中，必须要高度的重视人机交互设计这一环节，确保所有的设计环节都符合国家所规定的标准。对于人机交互设计而言，用户与智能电热水器之间主要是通过键盘与显示部分来进行信息的传递，通过键盘与显示部分，用户可以轻而易举的对整个智能电热水器进行全面的监控和控制，同时，也可以在最短的时间之内了解智能电热水器的工作状态，进而可以更好的根据智能电热水器的工作状态对它进行进一步的调整。另外，用户也可以通过键盘能够进行的操作还包括设定水位以及水温度等，通过进行设定可以使得智能电热水器始终处于正常的工作状态。
例如，对于液晶显示屏而言，它采用LCD1602。由于不需要从LCD1602读取数据，直接将液晶屏的读/写选择端（RW）接地，表示始终选择写数据状态。所以该电路中需要引出10根线控制LCD1602，这10根线分别是数据/命令选择端（RS）、使能端（EN）以及8根数据线。在液晶显示控制电路中，其中两个液晶端为电源，两个液晶端为背光电源，一个液晶端为液晶对比度的调节端。另外两个液晶端分别为向液晶控制器写数据/写命令选择端，接单片机的P3.5口和为读/写选择端，因为不从液晶读取任何数据，只向其写入命对比度。
三、智能电热水器控制系统中的软件总体的设计
与硬件设计一样，在智能电热水器控制系统设计过程中，软件设计也是不可或缺的一部分。当我们在进行控制系统软件设计的时候，主要采用的是模块化程序设计的方法，首先应该了解并且明确整个智能电热水器系统的具体结构以及各个部分所具有的特定的功能，然后根据各个部分的功能将整个程序进行合理的划分，并且在划分结束之后，还应该对各个部分进行编程，最终将各个部分进行合理的装配。对于智能电热水器控制系统的软件设计部分而言，它主要是能够快速的实现对智能电热水器的控制工作，在对电热水器进行控制的过程中，主要需要借助于几个主要的程序，即液晶显示程序、水位控制的程序、温度控制的程序以及声音提示程序等几个重要的部分。
（一）按键扫描程序的具体设计
在智能电热水器控制系统的软件设计过程中，按键扫描设计是极其重要的一个环节。在按键扫描程序的设计过程中，按键信号处理主要包括检测并且判断智能电热水器是否有按键的动作、了解并且掌握按键的数值、根据键盘所显示的数值做出相对应的处理。在软件设计的过程中主要是通过定时中断扫描的方式来对按键进行检测，在扫描的过程中，首先通过单片机对智能电热水器进行定时的中断，然后每经过一段的时间对按键端口进行一次扫描，这种扫描方式大大的节省了时间，同时也提高了检测的效率。按键扫描流程图如下图所示：.png)
（二）温度控制程序设计
对于温度控制程序设计而言，它主要是对温度的采集程序进行相对应的设计。温度采集是一个比较复杂的环节，它主要是通过分时与DS18B20的单总线通信完成的，有严格的时隙概念，因此对DS18B20的各种操作必须按协议进行。
例如，在进行初始化DS18B20程序设计的时候，必须要严格的按照国家所规定的程序进行操作。在进行设计的过程中，应该首先通过单线总线的所有执行（处理）都从一个初始化时序开始。初始化时序包括一个由总线控制器发出的复位脉冲和跟有其后由从机发出的存在脉冲。存在脉冲让总线控制器知道DS18B20在总线上且已准备。这一设计电路在进行运行的时候，首先是将数据线放置在高电平的位置上，然后延长时间，但是，在延长时间的时候必须要控制在合理的范围之内。然后再将数据线放置在低电平的位置上，这时应该将延长的时间控制在750us（该时间范围可以在480～960us）；
结束语
总而言之，随着人们生活水平的快速提高，智能电热水器在人们的生活中扮演了越来越重要的角色，为了更好的提高智能电热水器的质量水平，必须要尽快的提高智能电热水器控制系统设计的水平。
参考文献：
[1]基于单片机的即热式电热水器控制系统的设计，翟敏焕，现代计算机（专业版），2012年16期
[2]一种智能电热水器温度控制系统的设计与实现，廖婧璇，杨新华，甘肃科技纵横，2010年06期
论文作者:周志坚
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/9/27
标签：电热水器论文; 智能论文; 控制系统论文; 过程中论文; 电路论文; 按键论文; 电源论文; 《基层建设》2016年12期论文;