CN103105813A - 太阳能热水工程监测与控制设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种太阳能热水工程监测与控制设备。本发明包括电源管理模块、通信模块、外部存储模块、时钟模块、水温采集模块、继电器控制模块、水位采集模块以及控制器模块。利用水温采集模块和水位采集模块采集太阳能热水工程中的水温和水位信息，水温传感器采集的是数字信号，水位传感器采集到的是模拟信号，通过MCU的A/D功能将其转化为数字信号，并将水温水位信号通过通信模块发送至PC机上，通过上位机软件将水温水位信息显示出来，用户可以通过上位机软件与监测节点通信，控制继电器模块给太阳能热水工程加水。本发明体积小，功耗低，精度高；具备数据采集、处理和存储等功能。
Description
技术领域
本发明属于工业控制技术领域，具体涉及一种太阳能热水工程检测与控制设备。
背景技术
近年来，自动化技术迅猛发展，在工农业生产，交通运输，国防建设和航空，航天事业等领域中获得广泛的应用。随着生产和科学技术的发展，自动控制技术至今已渗透到各种科学领域，成为促进当今生产发展和科学技术进步的重要因素，而且渐渐由自动化向智能化转变。随着地球上存储的石油，煤等能源逐渐消耗而日益减少，利用太阳能为人类服务的项目也就越来越多，且将最终取代石油和煤，而太阳能热水器的方便使用随着近几年来的发展，越来越得到人们的认可，在一些阳光充足地区得到了充分应用，也已经被越来越多的人喜爱，特别是它环保、节能的优点，使其在市场竞争中占有优势。
发明内容
本发明针对现有太阳能热水工程的不足，提出了一种太阳能热水工程监测与控制设备。本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
本发明包括电源管理模块、通信模块、外部存储模块、时钟模块、水温采集模块、继电器控制模块、水位采集模块以及控制器模块。
电源管理模块由以SPX1117-3.3为核心的3.3V电压转换电路及外接5V/9V/12V三接口锂电池组成。电源接口J1的1引脚与锂电池的5V接口正极连接，电源接口J1的2引脚和3引脚接地，电源接口J2的1引脚与锂电池的12V接口正极连接，1*2排针P6的1引脚与锂电池的12V接口连接，1*2排针P6的2引脚接地，第十五电容C15和第十六电容C16的正极与电源接口J2的1引脚连接，第十五电容C15和第十六电容C16的负极接地，以SPX1117-3.3为核心的3.3V电压转换电路为外部存储模块、水温采集模块以及通讯模块中的SI4432无线通信接口提供3.3V电压。控制器中保存水温采集模块和水位采集模块采集到的数据，并通过通讯模块传递到与PC机，在PC机上显示采集到的数据，控制器可以通过采集数据与预设数据的对比，控制继电器模块的开闭，从而控制水位的高低。SI4432通讯接口外接的SI4432通信模块还用于多个系统之间的联网及定位。其中通讯模块中的RS232接口用于与外部计算机之间传送数据及烧写程序。
3.3V电压转换电路包括电源管理芯片U2 SPX1117-3.3、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8，电容C6与C7的正极与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的1引脚和5V锂电池正极连接，电容C8的正极与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的3引脚连接，电容C6、C7及C8的负极、电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的2引脚接地。第二电阻R2的正极与5V锂电池正极连接，第二电阻R2的负极与第一发光二极管D1的正极连接，D1的负极接地。
外部存储模块包括存储芯片U3 SST25VF016B、第五电阻R5、第六电阻R6及第十电容C10，存储芯片U3 SST25VF016B的1引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.0引脚连接，存储芯片U3 SST25VF016B的2引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.2引脚连接，第五电阻R5的正极与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的2引脚连接，第五电阻R5的负极与存储芯片U3 SST25VF016B的3引脚连接，存储芯片U3 SST25VF016B的4引脚接地，存储芯片U3 SST25VF016B的5引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.1引脚连接，存储芯片U3 SST25VF016B的6引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.3引脚连接，第六电阻R6的正极、第十电容C10的正极以及存储芯片U3 SST25VF016B的8引脚与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的3引脚连接，第六电阻R6的负极与存储芯片U3 SST25VF016B的7引脚连接，第十电容C10的负极接地。
通信模块包括串口通信电平接口转换芯片X1 MAX232、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、1*4排针P2、1*4排针P3、1*3排针P11、1*3排针P12。串口通信电平接口转换芯片MAX232的1引脚与第十二电容的正极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的3引脚与第十二电容的负极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的4引脚与第十一电容的正极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的5引脚与第十一电容的负极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的2引脚与第十四电容的正极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的16引脚、第十四电容的负极及锂电池5V接口连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的15引脚与第十三电容的正极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的6引脚与第十二电容的负极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的9引脚与1*4排针P3的3引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的10引脚与1*4排针P3的4引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的11引脚与1*4排针P2的4引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的12引脚与1*4排针P2的3引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的13引脚与1*3排针P11的1引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的14引脚与1*3排针P11的2引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的8引脚与1*3排针P12的1引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的7引脚与1*3排针P12的2引脚连接，1*4排针P2的1引脚与锂电池的5V接口连接，1*4排针P3的1引脚与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的3引脚连接，1*4排针P2的2引脚、1*4排针P3的2引脚、1*3排针P11的3引脚和1*2排针P12的3引脚接地，串口通信电平接口转换芯片MAX232的11引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P3.1引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的12引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P3.0引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的10引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.3引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的9引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.2引脚连接。Si4432模块无线通信模块，SPX1117-3.3芯片为此模块提供3.3V电源，通过串口与控制器芯片U1 STC12C5A60S2进行数据传输，能够实现无线透明通信，自带天线，无障碍通信距离1000米左右，丢包率较低。为了增加通信距离和保证通信质量，可以增加一个或多个SI4432模块作为中继点。
继电器控制模块包括继电器K1、第九电容C9、第三电阻R3、第四电阻R4、第一三极管Q1、第二二极管D2、1*2排针P7、1*2排针P9，继电器K1的1引脚与第九电容C9的正极、锂电池的12V接口正极以及第二二极管D2的负极连接，继电器K1的2引脚与第二二极管D2的负极以及第一三极管Q1的集电极连接，第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.0引脚连接，第三电阻R3的另一端与第一三极管Q1的基极连接，第四电阻R4的另一端、第一三极管Q1的发射极及第九电容C9的负极接地，继电器K1的3引脚与1*2排针P7的3引脚连接，继电器K1的6引脚与1*2排针P7的2引脚连接，继电器K1的4引脚与1*2排针P9的1引脚连接，继电器K1的7引脚与1*2排针P9的2引脚连接。
控制器模块包括控制器芯片U1 STC12C5A60S2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电容R1、第一晶振Y1、1*4排针P2、1*4排针P4、1*4排针P8、1*2排针P5、1*5排针P10，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的VCC引脚与第四电容C4的正极、锂电池的5V接口以及第五电容C5的正极连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的XTAL1引脚与第一晶振Y1的一端及第一电容的正极连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的XTAL2引脚与第一晶振Y1的另一端及第二电容的正极连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.7引脚与第一电阻的一端及第三电容C3的负极连接，第三电容C3的正极与锂电池的5V接口连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的GND引脚与第一电容C1的负极、第二电容C2的负极、第四电容C4的负极、第五电容C5的负极以及第一电阻R1的另一端接地，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.0引脚与1*2排针P5的1引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.1引脚与1*2排针P5的2引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.2引脚与1*4排针P8的3引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.3引脚与1*4排针P8的4引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.4引脚与1*5排针P10的4引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.5引脚与1*5排针P10的5引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P3.1引脚与1*4排针P2的4引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P3.0引脚与1*4排针P2的3引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.4引脚与1*4排针P4的4引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.1引脚与1*4排针P4的3引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.2引脚与1*4排针P3的3引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.3引脚与1*4排针P3的4引脚连接。
水温采集模块采用成熟的温度传感器DS18B20，精度控制在0.5℃，通过1*4排针P2与该设备连接。
水位采集模块采用投入式液体变送器传感器，精度等级0.2级，探头材料为不锈钢，通过1*4排针P4与该设备连接。
时钟模块采用以涓流充电时钟芯片DS1302为核心，采用同步串行的方式与控制器芯片U1 STC12C5A60S2进行通信，通过1*4排针P8与该设备连接。
本发明的有益效果：
该装置体积小，功耗低，精度高；具备数据采集、处理和存储等功能，能快速的检测出太阳能热水工程中的水温水位信息，利用无线通信模块与PC机进行通信，在PC机上显示数据并形成曲线，并且可以通过上位机软件的操作实现对太阳能热水工程水位的控制，极大地提高了太阳能热水工程的工作效率及工作准确度，体现出人工智能为工业发展带来的贡献。
附图说明
图1为本发明的硬件结构示意图；
图2为本发明的3.3V电压转换电路原理图；
图3为本发明的通讯模块电路原理图；
图4为本发明的外部存储模块电路原理图；
图5为本发明的继电器控制模块电路原理图；
图6为本发明的控制器电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明中各个模块做具体的说明。
如图1所示，本发明包括电源管理模块、通讯模块、外部存储模块、时钟模块、水温采集模块、水位采集模块、锂电池、继电器控制模块以及控制器。各模块均采用现有成熟技术，其中，电源管理模块包括以SPX1117-3.3为核心的3.3V电压转换电路，时钟模块实现系统的时钟同步功能，通讯模块包括串口通信电平接口转换芯片MAX232和外接SI4432无线通信模块，锂电池5V接口为控制器、SPX1117-3.3、水温采集模块以及外接SI4432无线通信模块提供电压，锂电池12V接口为继电器控制模块提供电压，以SPX1117-3.3为核心的3.3V电压转换电路为外部存储模块以及通讯模块中的外接SI4432无线通信模块提供3.3V电压。通讯模块中的串口通信电平接口转换芯片MAX232实现PC机与控制器的通信。水温采集模块采集到的温度信号为数字信号，直接发送给控制器，水位采集模块采集到的水位信号为模拟信号，利用控制器内部A/D模块将模拟信号转化为数字信号发送给控制器，水温水位信息同时存储在外部存储模块中，水温水位信息通过外接SI4432无线通信模块发送至PC机，PC机上的上位机软件显示采集到的数据，通过上位机软件来实现对继电器控制模块的控制，对太阳能集热系统进行加水。
如图2所示，3.3V电压转换电路包括电源管理芯片U2 SPX1117-3.3、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8，电容C6与C7的正极与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的1引脚和5V锂电池正极连接，电容C8的正极与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的3引脚连接，电容C6、C7及C8的负极、电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的2引脚接地。第二电阻R2的正极与5V锂电池正极连接，第二电阻R2的负极与第一发光二极管D1的正极连接，D1的负极接地。
如图3所示，通信模块包括串口通信电平接口转换芯片X1 MAX3232、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、1*4排针P2、1*4排针P3、1*3排针P11、1*3排针P12。串口通信电平接口转换芯片MAX3232的1引脚与第十二电容的正极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的3引脚与第十二电容的负极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的4引脚与第十一电容的正极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的5引脚与第十一电容的负极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的2引脚与第十四电容的正极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的16引脚、第十二电容的负极及锂电池5V接口连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的15引脚与第十三电容的正极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的6引脚与第十二电容的负极连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的9引脚与1*4排针P3的3引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的10引脚与1*4排针P3的4引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的11引脚与1*4排针P2的4引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的12引脚与1*4排针P2的3引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的13引脚与1*3排针P11的1引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的14引脚与1*3排针P11的2引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的8引脚与1*3排针P12的1引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的7引脚与1*3排针P12的2引脚连接，1*4排针P2的1引脚与锂电池的5V接口连接，1*4排针P3的1引脚与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的3引脚连接，1*4排针P2的2引脚、1*4排针P3的2引脚、1*3排针P11的3引脚和1*2排针P12的3引脚接地，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的11引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P3.1引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的12引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P3.0引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的10引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.3引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的9引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.2引脚连接。
如图4所示，外部存储模块包括存储芯片U3 SST25VF016B、第五电阻R5、第六电阻R6及第十电容C10，存储芯片U3 SST25VF016B的1引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.0引脚连接，存储芯片U3 SST25VF016B的2引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.2引脚连接，第五电阻R5的正极与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的2引脚连接，第五电阻R5的负极与存储芯片U3 SST25VF016B的3引脚连接，存储芯片U3 SST25VF016B的4引脚接地，存储芯片U3 SST25VF016B的5引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.1引脚连接，存储芯片U3 SST25VF016B的6引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.3引脚连接，第六电阻R6的正极、第十电容C10的正极以及存储芯片U3 SST25VF016B的8引脚与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的3引脚连接，第六电阻R6的负极与存储芯片U3 SST25VF016B的7引脚连接，第十电容C10的负极接地。
如图5所示，继电器模块包括继电器K1、第九电容C9、第三电阻R3、第四电阻R4、第一三极管Q1、第二二极管D2、1*2排针P6、1*2排针P7、1*2排针P9，继电器K1的1引脚与第九电容C9的正极、锂电池的12V接口正极以及第二二极管D2的负极连接，继电器K1的2引脚与第二二极管D2的负极以及第一三极管Q1的集电极连接，第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.0引脚连接，第三电阻R3的另一端与第一三极管Q1的基极连接，第四电阻R4的另一端、第一三极管Q1的发射极及第九电容C9的负极接地，继电器K1的3引脚与1*2排针P7的3引脚连接，继电器K1的6引脚与1*2排针P7的2引脚连接，继电器K1的4引脚与1*2排针P9的1引脚连接，继电器K1的7引脚与1*2排针P9的2引脚连接，1*2排针P6的1引脚与锂电池12V接口连接，1*2排针P6的2引脚接地。
如图6所示，控制器模块包括控制器芯片U1 STC12C5A60S2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电容R1、第一晶振Y1、1*4排针P4、1*4排针P8、1*2排针P5、1*5排针P10，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的VCC引脚与第四电容C4的正极、锂电池的5V接口以及第五电容C5的正极连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的XTAL1引脚与第一晶振Y1的一端及第一电容的正极连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的XTAL2引脚与第一晶振Y1的另一端及第二电容的正极连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.7引脚与第一电阻的一端及第三电容C3的负极连接，第三电容C3的正极与锂电池的5V接口连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的GND引脚与第一电容C1的负极、第二电容C2的负极、第四电容C4的负极、第五电容C5的负极以及第一电阻R1的另一端接地，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.0引脚与1*2排针P5的1引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.1引脚与1*2排针P5的2引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.2引脚与1*4排针P8的3引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.3引脚与1*4排针P8的4引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.4引脚与1*5排针P10的4引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.5引脚与1*5排针P10的5引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P3.1引脚与1*4排针P2的4引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P3.0引脚与1*4排针P2的3引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.4引脚与1*4排针P4的4引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.1引脚与1*4排针P4的3引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.2引脚与1*4排针P3的3引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.3引脚与1*4排针P3的4引脚连接。
该电路的主要原理是利用水温采集模块和水位采集模块采集太阳能热水工程中的水温和水位信息，水温传感器采集的是数字信号，水位传感器采集到的是模拟信号，通过MCU的A/D功能将其转化为数字信号，并将水温水位信号通过通信模块发送至PC机上，通过上位机软件将水温水位信息显示出来，用户可以通过上位机软件与监测节点通信，控制继电器模块给太阳能热水工程加水。
Claims (1)
1. 太阳能热水工程监测与控制设备，其特征在于：包括电源管理模块、通信模块、外部存储模块、时钟模块、水温采集模块、继电器控制模块、水位采集模块以及控制器模块；
电源管理模块由以SPX1117-3.3为核心的3.3V电压转换电路及外接5V/9V/12V三接口锂电池组成；电源接口J1的1引脚与锂电池的5V接口正极连接，电源接口J1的2引脚和3引脚接地，电源接口J2的1引脚与锂电池的12V接口正极连接，1*2排针P6的1引脚与锂电池的12V接口连接，1*2排针P6的2引脚接地，第十五电容C15的一端、第十六电容C16的正极与电源接口J2的1引脚连接，第十五电容C15的另一端、第十六电容C16的负极接地，以SPX1117-3.3为核心的3.3V电压转换电路为外部存储模块、水温采集模块以及通讯模块中的SI4432无线通信接口提供3.3V电压；控制器模块中保存水温采集模块和水位采集模块采集到的数据，并通过通讯模块传递到PC机，在PC机上显示采集到的数据，控制器模块可以通过采集数据与预设数据的对比，控制继电器模块的开闭，从而控制水位的高低；SI4432通讯接口外接的SI4432通信模块还用于多个系统之间的联网及定位；其中通讯模块中的RS232接口用于与外部计算机之间传送数据及烧写程序；
3.3V电压转换电路包括电源管理芯片U2 SPX1117-3.3、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8，电容C6的正极、电容C7的一端与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的1引脚和5V锂电池正极连接，电容C8的一端与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的3引脚连接，电容C6的负极、电容C7的一端及电容C8的一端、电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的2引脚接地；第二电阻R2的正极与5V锂电池正极连接，第二电阻R2的负极与第一发光二极管D1的正极连接，第一发光二极管D1的负极接地；
外部存储模块包括存储芯片U3 SST25VF016B、第五电阻R5、第六电阻R6及第十电容C10，存储芯片U3 SST25VF016B的1引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.0引脚连接，存储芯片U3 SST25VF016B的2引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.2引脚连接，第五电阻R5的一端与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的2引脚连接，第五电阻R5的另一端与存储芯片U3 SST25VF016B的3引脚连接，存储芯片U3 SST25VF016B的4引脚接地，存储芯片U3 SST25VF016B的5引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.1引脚连接，存储芯片U3 SST25VF016B的6引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.3引脚连接，第六电阻R6的一端、第十电容C10的一端以及存储芯片U3 SST25VF016B的8引脚与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的3引脚连接，第六电阻R6的另一端与存储芯片U3 SST25VF016B的7引脚连接，第十电容C10的另一端接地；
通信模块包括串口通信电平接口转换芯片X1 MAX232、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、1*4排针P2、1*4排针P3、1*3排针P11、1*3排针P12；串口通信电平接口转换芯片MAX232的1引脚与第十二电容的一端连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的3引脚与第十二电容的另一端连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的4引脚与第十一电容的一端连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的5引脚与第十一电容的另一端连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的2引脚与第十四电容的一端连接，串口通信电平接口转换芯片MAX3232的16引脚、第十二电容的另一端及锂电池5V接口连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的15引脚与第十三电容的一端连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的6引脚与第十三电容的另一端连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的9引脚与1*4排针P3的3引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的10引脚与1*4排针P3的4引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的11引脚与1*4排针P2的4引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的12引脚与1*4排针P2的3引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的13引脚与1*3排针P11的1引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的14引脚与1*3排针P11的2引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的8引脚与1*3排针P12的1引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的7引脚与1*3排针P12的2引脚连接，1*4排针P2的1引脚与锂电池的5V接口连接，1*4排针P3的1引脚与电源管理芯片U2 SPX1117-3.3的3引脚连接，1*4排针P2的2引脚、1*4排针P3的2引脚、1*3排针P11的3引脚和1*2排针P12的3引脚接地，串口通信电平接口转换芯片MAX232的11引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P3.1引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的12引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P3.0引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的10引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.3引脚连接，串口通信电平接口转换芯片MAX232的9引脚与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.2引脚连接；
继电器控制模块包括继电器K1、第九电容C9、第三电阻R3、第四电阻R4、第一三极管Q1、第二二极管D2、1*2排针P7、1*2排针P9，继电器K1的1引脚与第九电容C9的正极、锂电池的12V接口正极以及第二二极管D2的负极连接，继电器K1的2引脚与第二二极管D2的负极以及第一三极管Q1的集电极连接，第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端与控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.0引脚连接，第三电阻R3的另一端与第一三极管Q1的基极连接，第四电阻R4的另一端、第一三极管Q1的发射极及第九电容C9的负极接地，继电器K1的3引脚与1*2排针P7的3引脚连接，继电器K1的6引脚与1*2排针P7的2引脚连接，继电器K1的4引脚与1*2排针P9的1引脚连接，继电器K1的7引脚与1*2排针P9的2引脚连接；
控制器模块包括控制器芯片U1 STC12C5A60S2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电容R1、第一晶振Y1、1*4排针P2、1*4排针P4、1*4排针P8、1*2排针P5、1*5排针P10，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的VCC引脚与第四电容C4的一端、锂电池的5V接口以及第五电容C5的正极连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的XTAL1引脚与第一晶振Y1的一端、第一电容C1的一端连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的XTAL2引脚与第一晶振Y1的另一端及第二电容C21的一端连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P4.7引脚与第一电阻R1的一端及第三电容C3的负极连接，第三电容C3的正极与锂电池的5V接口连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的GND引脚与第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端连接并接地；第四电容C4的另一端、第五电容C5的负极以及第一电阻R1的另一端接地；控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.0引脚与1*2排针P5的1引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.1引脚与1*2排针P5的2引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.2引脚与1*4排针P8的3引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.3引脚与1*4排针P8的4引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.4引脚与1*5排针P10的4引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P0.5引脚与1*5排针P10的5引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P3.1引脚与1*4排针P2的4引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P3.0引脚与1*4排针P2的3引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.4引脚与1*4排针P4的4引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.1引脚与1*4排针P4的3引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.2引脚与1*4排针P3的3引脚连接，控制器芯片U1 STC12C5A60S2的P1.3引脚与1*4排针P3的4引脚连接；
水温采集模块采用温度传感器DS18B20，精度控制在0.5℃，通过1*4排针P2与该设备连接；
水位采集模块采用投入式液体变送器传感器，精度等级0.2级，探头材料为不锈钢，通过1*4排针P4与该设备连接；
时钟模块采用以涓流充电时钟芯片DS1302为核心，采用同步串行的方式与控制器芯片U1 STC12C5A60S2进行通信，通过1*4排针P8与该设备连接。
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