动车车载电热开水器控制系统研究

摘要

随着科技的进步，铁路建设的飞速发展，以动车、高铁为主的中高速交通工具将逐步代替普通客车而成为人们出行的首选。由此与之配套的车载设备的更新换代变得十分迫切。其中以车载电热开水器技术革新最为关键，车载电热开水器不仅满足乘客和乘务人员的日常饮水，更可为乘客取暖、洗漱等提供便捷的服务，对于服务乘客和乘务人员具有重要的意义。本文根据车载开水器研究现状和客户需求，提出了新型电热开水器的总体设计方案，该方案不仅解决了现阶段电热开水器的长期所存在的千沸水、干烧等一系列难以解决的问题，更在此基础上提出了电热开水器的自检测、自适应等智能方案，使电热开水器向着安全可靠、节能高效、智能运行的方向前进了一步。
　　本文从车载电热开水器的开发板设计过程到控制系统开发过程都进行了详细、严密的论证，对重要的元器件都做了选型实验和性能验证，部分控制软件的编写即是根据这些元器件的实验检测结果进行的。本文的控制系统是由 Infineon的两款8位 MCU（XC886-8FF-CLM和XC866-2FR）组成的双机系统，上控板由主机（XC886-8FF-CLM）、温度采集模块（DS18B20）、气压测量模块（BMP180）、防干烧模块（K型热电偶）、烧水模块、换水模块、排水模块及其他外部设备和接口电路组成，下控板由从机（XC866-2FR）、排水模块、防漏水模块及其外部设备和接口电路组成。主机从机采用串口通信技术完成数据交换，整体上实现电热开水器开机自检、自动烧水、自动换水、自动排水以及防冻排空等功能环节。上位机测试软件则采用C＃语言在Visual Studio2010平台进行开发，通过此测试软件，完成开发板出厂前的性能检测和接口电路的测试以及相关外设和传感器性能验证。
　　本系统的硬件和软件均已调试完毕，系统平台也已搭建完成，在系统平台搭建完成的基础上对系统做了实验，并在实验的基础上对系统做了优化，且最新研制的一台电热开水器已在沈丹线动车上试装运行。

目录

声明

注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及现状

1.2 课题研究目的及意义

1.3 课题研究内容

1.4 本章小结

第二章 系统控制方案设计

2.1系统总体功能及控制方案设计

2.2通信方案设计

2.3 多点位测温模块控制方案设计

2.4 IIC总线通信模块控制方案设计

2.5水位信号检测模块控制方案设计

2.6上位机测试软件整体方案设计

2.7 本章小结

第三章 控制系统硬件设计

3.1 控制器选型

3.2 串口通信硬件设计

3.3 测温模块硬件设计

3.4 IIC总线通信模块硬件设计

3.5 水位信号采集模块硬件设计

3.6系统电源模块硬件设计

3.7 本章小结

第四章 控制系统软件设计

4.1 下位机控制系统软件设计

4.2 上位机测试系统软件设计

4.3 本章小结

第五章 系统实验与分析

5.1 DS18B20测温滞后以及温度补偿实验

5.2 电热开水器烧水性能实验

5.3 测试软件测试实验

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢