家庭电路设计方案
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家庭电路设计方案范文第1篇
随着住户各类家用电器的日益增多，尤其是空调、电热水器等大功率电器的使用，住宅电器设计由原来的纯照明向多功能的方向发展。为避免住户使用过程中的电气线路过载等状况的发生，进行电气线路的设计是非常有必要的。
下面让我们来对一套125平米的三室二厅的新房室内电气线路进行设计.
案例分析：“室内住宅电气系统设计”
（一）目的与要求：
1．分析室内照明的功能需求，书房、卧室、客厅、厨房、卫生间和凉台的照明要求是如何的？
2．系统组成部分之间的相互联系和作用：针对不同的照明需求来选择怎样的灯具？
3．如何计算家居总用电量？
4．室内照明的电线敷设的安全标准？
5．系统设计方案及其优化：
（二）设计要求:
1．用电负荷:
例如：照明用电负荷500w，娱乐用电负荷1500w，厨房用电负荷1500w，空调用电负荷3000w
最大功率P=500w+1500w+1500w+3000w=6500w
2．照明和各种家用电器使用安全、方便，相互之间影响小，便于维修。
（三）设计分析；
1．设计的目的方便住户使用，满足住户的舒适和审美要求，便于维修，安装规范，确保室内电气线路的安全。
2．室内配电系统由电源配电箱和若干个回路组成，它们构成了室内电器线路系统的子系统。
3．当某一回路发生故障时，不影响其他回路的正常工作。
（四）设计方案：
1．电源配电箱
电源通过住宅的专用配电箱再进入室内房间，配电箱中应有短路、过载和漏电保护，具有过负载、过电压和漏电保护功能。每户应设置强弱电箱，配电箱内应设动作电流30mA的漏电保护器，分路经过控制开关，分别控制照明，空调，插座等。控制开关的工作电流应与终端电器的最大工作电流相匹配，一般情况下，照明10A，插座16A，柜式空调20A，进户40-60A。
2．电路的设计
如上例：家用电负荷最大值约为6.5kw，通过安全电流为：K•（6.5kw/220v）=35.4~38.4A,
这里的K为安全保险系数，取值为1.2~1.3。电流过大各线路必须采用单独的电路回路。室内配电系统采用多回路形式，本例设计有照明回路、插座回路、空调回路，对于厨房、浴室设立单独回路。
3．导线与电器设备选择
（1）导线:为了防火、维修及安全，最好选用有长城标志的“国标”塑料或橡胶绝缘保护层的单股铜芯电线，线材槽载面积一般是：照明用线选用1.5平方毫米，插座用线选用2.5平方毫米，空调用线不得小于4平方毫米，接线选用绿黄双色线，接开关线(火线)用红、白、黑、蓝等任一种。但在同一家装工程中用线的颜色用途应一致。
值得注意的事项:
家庭电路设计,2000年前，电路设计一般是：进户线4―6 平方毫米，照明1.5 平方毫米，插座2.5 平方毫米，空调4 平方毫米专线。2000年后，电路设计一般是：进户线6―10 平方毫米，照明2.5 平方毫米，插座4 平方毫米，空调6 平方毫米专线。（北京很多住宅是：进户线6―10 平方毫米，照明2.5 平方毫米，插座2.5 平方毫米，空调4 平方毫米专线）
本例里的电线通过的安全电流为35.4~38.4A,参照铜电线截面允许通过的电流范围,因此选用4平方毫米的铜线为基准较为合适。从而配线方案为：进户线6―10 平方毫米，照明2.5 平方毫米，插座4 平方毫米，空调6 平方毫米专线。
（2）电器设备：电源配电箱、电表、控制开关漏电保护开关、电源插座、开关面板、插座的选材面板的尺寸应与预埋的接线盒的尺寸一致；表面光洁、品牌标志明显，有防伪标志和国家电工安全认 证的长城标志；开关开启时手感灵活，插座稳固，铜片要有一定的厚度；面板的材料应有阻燃性和坚固性。
（五）线路布置
1．智能系统：在住宅电气线路设计中应预埋电话线、有线电视信号线、视频线、网络线，在客厅和三间睡房预埋电话线、有线电视信号线、视频线、选择其中一间睡房作为书房，预埋网络线。
2．照明回路：在睡房、客厅、饭厅、厨房、浴室、凉台室安装一个主光源吊灯，在睡房和客厅的墙壁上安装辅助光源壁灯。
3．功能电路：厨房放置冰箱、电饭堡、电热水器，排气扇电源插座，浴室安装淋浴器、洗衣机的电源插座，睡房和客厅安装空调的电源插座，书房安装娱乐电视机、音响、电脑等的电源插座都是独立的电源回路。
4．线路布置图：在形成了住宅的电气线路设计方案后，绘制出线路走向位置尺寸图和线路布线图，编写《电气线路设计说明书》草拟布线图。
（1）划线。确定线路终端插座，开关，面板的位置，在墙面标画出准确的位置和尺寸。
（2）开槽。
（3）电源线配线
（4）埋设暗盒及敷设PVC电线管。
（5）穿线。
（6）安装开关，面板，各种插座，强弱电箱和灯具。
（7）检查。
家庭电路设计方案范文第2篇
【关键词】单片机嵌入技术 智能家居 远程监控 传感技术 射频收发 短信监控
1 研究背景
随着科技发展，通信技术、计算机技术、网络技术和控制技术的发展，促使了家庭居住环境的现代化、舒适化、安全化。这些发展影响到了人们生活的方方面面，改变了人们的生活习惯，提高了人们的生活质量，家居智能化也就应运而生了。传感器技术的功能也越来越强，而且现今各种传感器都已经标准化、模块化。这给智能家居控制系统的设计以及广泛应用提供了极大方便。
智能家庭控制系统是通过采用计算机技术、网络技术、控制技术和集成技术建立起来的，一个由家庭到小区的综合信息服务和管理系统，它也构成一个完整的集家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范等功能的综合系统。
2 构思设计方案
在确定总体方案时，有以下几个重要因素：首先选择好单片机，依据设计需求来确定IO口、定时器、计数器以及附带特定的模块（比如AD转换器等）。配置丰富、功能强大、价廉物美的单片机是我们首选产品。其次，被测参数的测量元件，它是影响控制系统精度的重要因素之一。再次，结合制作实际与应用实际，确定输入逻辑控制单元和输出驱动控制对象， 画出整个原理图和系统流程图。
3 电路设计
本设计采用型号为STC12C5A60S2单片机作为主控器件MCU，应用系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统由单片机以及扩展的存储器、输入输出设备以及各种实现单片机系统控制要求的接口电路和有关的电路芯片或部件组成；软件系统由单片机主、从机应用系统实现其特定控制功能的各种工作程序和管理程序组。
电路设计结构图见图3，主机电路图见图4。
4 软件设计与编程
4.1 主机功能设计
12864汉字液晶屏显示，全中文显示。 未来公历和农历节日、记念日双行显示。3个独立时钟功能，可设置多种闹钟方式。多范围整点报时功能。 7级液晶屏背光亮度调整。自动背光功能，在环境光变暗时自动调整背光。小巧美观的外观设计，可直立于桌面上。0～99摄氏度环境温度显示。利用无线数据传输控制 继电器来达到家电控制了闹钟响应时任意按键 取消闹钟响声。有当前设置掉电后，第二次上电依然保存。主机流程图见图5。
4.2 从机程序设计
主要功能有温度传感、开关（模拟门窗）信息传感等信息射频无线传送给主机。其程序模块主要有射频程序、主程序、串口程序（UART）等组成。见图6。
5 系统制作及调试
先期是PCB制作，主机、从机两块板制作好以后就是装接元器件。对硬件电路是每个模块要先行测试，确保电路板的物理连接性等没有问题。很多模块的测试是需要与软件写入后同期进行的，许多故障是在载入软件后从硬件和软件两个方面去发现：一般先看硬件有无故障，然后再看原件分析，最后再结合起来调试，如此逐个模块单一功能的解决有利于问题的分析和解决，不会造成问题的积累。
5.1 使用的仪器仪表及工具
PC一台；
ME-52HU单片机仿真器一台；
TDS210 60MHz双踪示存储波器一台；
WYK―302Bz型直流稳压电源一台；
MODEL HC―F1000C 型频率计一台；
EE1641B1型函数发生器/计数器一台；
MF 47型机械万用表一个；
DT 9208型数字万用表一个；
TLW-T调温烙铁一把；
keil uv2，万利V3，用C语言编程
Protel DXP开发工具一套；
5.2 硬件制作与调试
印制电路板（PCB）是电子产品中电路元件和器件的支撑件。它提供电路元件和器件之间的电气连接。PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大。因此，在进行PCB设计时。必须遵守印制电路板设计原则和抗干扰措施的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。本次设计采用Altium公司PROTEL系列设计完成SCH到PCB的设计，并且手工完成电路焊接以及整机的装配。
5.3 系统硬件调试
本系统的硬件调试分为以下阶段进行调试：
（1）逻辑错误调试。
（2）器件调试。
（3）可靠性调试。
（4）电源故障。
5.4 短消息发送调试
开机后应自动对T35初始化，在主程序中和其他元器件一起初始化。其次是检测有无SIM卡，针对与有或无，一则在屏幕上显示有无SIM卡，二则走不同的程序。
在调试过程中分三种情况：
（1）被动查询。家人手机向家居号码发出“cx”（查询首字母）后，主机收到合法指令（程序指定）后将信息更新NRF缓冲区数据并发送给从机，从机将各个数据通过射频回送给主机，主机再将各有效信息回复给查询号码。
（2）被动控制。家人手机发出诸如“close_1”等合法指令，主机根据程序对应修改NRF缓冲区数据再发给从机的控制端，以实现对各个继电器的控制。
（3）主动超限报警。当居家温度等某个参数超出限值有灾情或有检测到认定为盗情的时候，在程序设定中有主动向某个指定号码发出报警短信，格式视程序编写而定。
5.5 软件机调试
单个模块的程序编写和功能调试并不复杂，当所有硬件整合在一起的时候，要分别实现万年历、闹钟、背光、射频、温度检测等等程序，就比较容易有问题。比如初始化，18b20、DS1302、12864、T35、N2401等等都要初始化，就需要整合，有时还会有冲突。所以写的时候是写在一起，在调试时候，采用是逐个任务进行调试，等逐个任务调试好以后，再使各个任务同时运行。再经过随机全功能测试。
在调试过程中一共经历了两次完善：第一次制作调试的为V1.1 TEST版。第二次修改调试的为V1.2 TEST版，主要完成了以下功能完善：修复了闹钟 喇叭图标响完没有清除的BUG、修复菜单模式之后 正好碰上报时导致报时声音错位、新增加了闹钟响应时任意按键 取消闹钟响声、新增加了所有当前设施掉电后，第二次上电依然保存。
6 总结
在生活节奏加速的今天，智能家居控制系统的出现适当的缓解了人们的生活压力，给广大业主带来了安全、健康、舒适、节能的生活环境。在系统设计过程中应该会有一些欠考虑的因素需要在以后的设计过程中不断的改进和完善。
参考文献
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[5]何立民，单片机应用系统设计[M]，北京：航天航空大学出版社，2001.
[6]李广弟.单片机基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2001.
家庭电路设计方案范文第3篇
【关键词】 节能减排 远程控制 实时监控
一、研制背景及意义
传统风扇只具有调速、定时、转向等功能。在家庭生活中，如果开启定时功能，风扇定时结束后，若用户因温度较高而醒来则需重启风扇，非常麻烦；当关闭定时功能而只采用自动转向功能时，风扇整晚开启则会浪费大量电能。
鉴于这种情况，设计了此次的智能可调节动作识别型节能风扇，在传统家用风扇的基础上添加了人体行为监控器，用以反馈用户因感觉温度过高而产生的翻身等动作；遥控板的添加，加入了人工设定功能，有利于智能风扇的多人、多环境的适应性应用。作品避免了风扇因整晚开启而浪费大量电能；风扇按需开启以及智能风速调节功能大大降低了风扇对人体的危害。
二、设计方案
2.1 方案设计框图
系统结构框图如图1所示，该系统采用C语言对单片机编程，通过无线通讯模块实现传感器模块通过MCU对电机的控制，并且数据流是实时的传输的，可达到传感器模块的实时反馈，并对电机实时控制的目的。除此之外，本设计还外加了遥控模块，可实现对系统的远程设定与操控。
2.2 总体电路设计
本设计的电路大致可分为三个部分：其一为传感器网络，其二为电机电路部分，最后为MCU控制电路部分。总体电路图如图2所示。
传感器网路由光强度模块，雾霾检测电路和A/D转换芯片构成，其作用为为总系统提供一个外部的环境参数。电机电路由电机和电机驱动构成，其是系统终端，也是系统对外表现的最直接的部分。最后，MCU控制电路由单片机，晶振基准时钟和复位电路构成，此电路主要起到收集与分析传感器网络的数据，并把通过分析得出的结果来控制电机电路。
2.3 模块方案设计
2.3.1 超声波模块
用户行为监测器利用超声波探测功能，监测用户睡眠时的动作。如有监测到用户因高温而翻身等动作，则反馈给控制中心，控制中心判断出转向方位并给风扇送出转向指令。
2.3.2 温度监控器
本温度监控器采用18B20传感器，此传感器会将温度数据发送给控制中心及用户控制面板。控制面板中可以显示当前室内温度，控制中心中温度数据用以智能调节风扇转速，从而保护人体健康。
2.3.3 用户控制面板
用户通过控制面板可以设定智能风扇各参数。用户设定风扇起始自动转向时间，即预计入睡时间。该段时间过后风扇进入智能判断模式，可以设定智能判断模式下风扇降温时间。
2.3.4 控制中心
控制中心通过处理接收到的数据，对风扇角度、转速等进行一系列控制，是智能风扇系统的主要部分。
三、理论计算
经过调查得知，市面上的风扇平均功率为60W，以每晚工作10小时计算：
每晚功耗：60÷1000×10=0.6度
而以徐州5月平均为例，22.00点以后温度到达24°以上需开电扇的时间段仅为22：00-24：00；5：00-7：00，为4小时；
每晚功耗低至 60÷1000×4=0.15度
由此可知，若使用智能可控型节能电扇，节能率可达60%。
四、工作原理及性能分析
本作品是在实现普通风扇功能的基础上，增加用户行为监测器模块，风扇参数控制器模块等。其流程图如图3所示。
用户行为监测器利用超声波探测功能，监测用户睡眠时的动作。如有监测到用户因高温而翻身等动作，则反馈给控制中心，控制中心判断出转向方位并给风扇送出转向指令。
温度监控器会将温度数据发送给控制中心及用户控制面板。控制面板中可以显示当前室内温度，控制中心中温度数据用以智能调节风扇转速，从而保护人体健康。
用户通过控制面板可以设定智能风扇各参数。用户设定风扇起始自动转向时间，即预计入睡时间。该段时间过后风扇进入智能判断模式，可以设定智能判断模式下风扇降温时间。
五、创新点及应用
1）本作品可以通过用户行为监测器来判断用户是否需要降温，避免了风扇因整晚开启而浪费大量电能。
2）风扇按需开启以及智能风速调节功能大大降低了普通功能风扇对人体的危害。
3）单片机自动控制系统工作，可靠性高，成本低，不存在漏电等安全隐患。
在全国大中城市，家用电器普及数量很多，所有电器都有待在节能措施实施改进，因此应用前景很广。
六、小结
本设计采用了节能减排的全新设计理念，和摒弃了传统风扇设计理念的全新设计方法。仪器结构简单，使用便捷，能适应宽泛的温度湿度环境。由于仪器采用了模数转换器件，增强了它的应用广泛性。它能直接测量外部环境参数，能识别温度、雾霾浓度等。因而它能广泛的应用于实验室教学、家庭日常生活、厂房大型区域等，是一款多功能，高性能的设计。如图4所示为本设计实物图。
参 考 文 献
[1]高玉芹. 单片机原理与应用及C51编程技术[M]. 北京：机械工业出版社，2011.1：103-121.
[2]黄志伟.全国大学生电子设计竞赛 电路设计[M].北京航空航天大学，2011.1：97-100.
家庭电路设计方案范文第4篇
关键词：ZigBee协议; 光伏发电; 智能防盗; GSM网络
中图分类号：TN911-34 文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)21-0183-03
Application of Photovoltaic Power Generation and ZigBee Wireless
Network in Intelligent Anti-theft System
CHAI Wei-lu, NIU Yi-bo, SONG Yun-tao
(School of Information Engineering， Zhengzhou University， Zhengzhou 450001, China)
Abstract：
The application of photovoltaic power generation and ZigBee protocol in intelligent anti-theft system is introduced. To achieve the purpose of alarm, the infrared sensor was used to detect body temperature, the signal was transmitted to host computer via wireless sensor network by using low power 2.4G chip JF24C, the alarm signal was sent after the computation and was transmitted to people by GSM network and video monitoring. It is mainly for houses, shops and banks to ensure property security. The system with photovoltaic power and household power source, is more environmental and stable for low carbon and energy saving, and has high security.
Keywords： ZigBee communication protocol; photovoltaic power generation; intelligent anti-theft; GSM network
基金项目：教育部资助的郑州大学“大学生创新性实验计划”立项项目:光伏红外远程家庭智能防盗系统
随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对于生活环境的安全性要求日益提高。安全可靠的报警系统已经开始进入商场、店铺、银行等重要单位或公共场合，甚至有些家庭也安装了报警系统。报警系统在保障公共、个人财产安全的同时，其性能之好坏也愈发显得重要。目前市场上的热释电红外报警系统功能较为单一，不能更好地起到安全防护的作用，不能更好地应付诸如断电等突况。本文介绍的光伏红外远程报警系统把光伏电源与家用电源相结合、报警与录像监控相结合，再加上ZigBee 无线热点传输技术，不仅拥有了比普通报警器更强的反破坏能力，还有环保低碳的特点。
1 总体设计方案
光伏红外远程报警系统总体设计图如图1所示。
1.1 电源提供模块
(1) 光伏电源为各个无线设备提供电力，为有线设备提供辅助电力。
(2) 家用电源连接变压装置以及蓄电池构成供电电源。
1.2 红外传感模块
无线热释电红外传感器利用菲涅尔透镜以提高传感器的灵敏度，并使传感器的检测范围具有指向性，并连接到红外传感信号处理电路，再接到报警控制主机的数字接口。无线传感器固定在隐蔽位置，和光伏电源蓄电池相连，通过无线通信芯片将信号传到主控机上。多个红外线应装置组成一个红外线感应网络，通过无线传感网络程序综合处理外界信号。
1.3 GSM模块
模块采用无线拨号传输模块，由报警控制主机通过RS 232串口连接手机拨号器，按预定程序拨出用户手机号码。
1.4 录像与报警存储模块
摄像机大容量硬盘存储的嵌入式监控DVR模块，里面可以配置大容量硬盘作为前端存储介质,实现超长时长监控。多个摄像头存储图像真实性好，保留全部录像信息。为实现弱电控制强电，当报警控制主机发出信号时，通过继电器开关控制DVR模块,摄像头自动开启或关闭录像。当系统工作时，报警控制主机会发出指令使警铃报警，LED指示灯同时亮红灯；当系统休眠时，警铃不报警，LED指示灯亮绿灯。
2 电路设计
2.1 主控电路
单片机采用ATMEL公司的AT89S52，它内部集成256 B程序运行空间,8 KB FLASH存储空间，支持最大64 KB外部存储扩展，时钟频率可以设置在0～33 MHz之间，片内资源有4组32个I/O控制端口、3个16位定时器、8个向量两级中断结构、软件设置在低能耗模式、还有看门狗和断电保护等。主控电路如┩2所示。
它在4~5.5 V宽电压范围内正常工作，功耗低，同时还支持计算机并口下载。AT89S52有多种封装，本设计中采用的是DIP-40的封装。
2.2 光伏发电与家庭供电接口电路
主机采用太阳能电池和家用220 V电源的双供电方式。当有家用电时，通过直流低压继电器巧妙断开太阳能电池；当家用电断开时，太阳能电池充当电源。
太阳能电池通过太阳能智能充电器连接太阳能板，充电器在阳光充足时为电池充电，充满电池时自动断开充电。在充足太阳是充电电流能达到1 A以上,完全满足电路需要。
2.3 GSM网络接入电路
本系统使用的是西门子公司的TC35系列GSM芯片TC35i与GSM2/2兼容、双频(GSM900/GSM1800)、RS 232数据接口，TC35i由供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口等六部分组成。该模块及射频电路和基带与一体，向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输。
2.4 ZigBee协议无线通信电路(从片)
从片电路主要基于2.4 GHz双向无线传输模块JF24C。该模块以较小的体积实现了告诉数据传输功能，速率最高可达1 Mb/s，并具有快速跳频，向前纠错，CRC等功能。通过控器的信号，将信息通过电磁波的形式发射出去，临近的芯片控制相应的JF24CJ进行数据的接收，从而实现信息的传递。ZigBee电路设计模块如图3所示。
2.5 电源电路及报警、录像监控电路
光伏电源和录像监控控制电路如图4所示。
报警电路采用一个简单高效的三极管放大电路，连接蜂鸣器或者可以选用大功率100 dB以上的报警铃。录像监控电路采用弱电控制强电的直流继电器，线圈端接单片机，直流电流端接DVR。
3 软件设计
4 实验结果
在室内模拟了该装置的工作环境，太阳能电池板暴露在室外(温度24 ℃)14时阳光直射下，采用三个从片相互协调实现信号检测与数据传输功能。
将蓄电池接到室内电源插座上，打开主控制器开关，LED界面显示“welcome to zzu”英文字符，报警电话号码(1503819****)设定完毕后，直接转入工作模式。当靠近从片1约3.5 m时，从片1发出报警信号并发送到最近的从片2，从片2检测到报警信号后又转发到主机上。当主机接收到报警信号后，显示器显示出“TERMINAL 1”字样，并控制GSM模块向1503819****拨打电话。与此同时，报警器发出报警，摄像机实现录像的功能，并将数据存储起来。将蓄电池接到太阳能板上，断开室内电源,重复以上动作，实现了同样功能。经过30次实验，报警成功率为28次，无误报。
5 结 论
经过实地测试，该系统的报警成功率为93%，能够较为准确地实现报警功能。
该系统是ZigBee协议与光伏发电在家庭防盗系统中的一次尝试性的成功应用，预期上述两种技术将在智能家庭领域有更广阔的前景。
参考文献
［1］刘涛.单片机语言C51典型应用设计［M］.北京：人民邮电出版社，2005.
［2］童长飞.C8051F系列单片机开发与C语言编程［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2005.
［3］钱晓捷.微机原理与接口技术：基于IA-32处理器和32位汇编语言［M］.4版.北京：机械工业出版社，2008.
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［7］罗维平，吴雨川，向阳.避雷装置在光伏并网发电系统中的应用［J］.武汉科技学院学报，2008，21(9)：33-37.
［8］卢鸣，王萍，郭艳.多路热释电红外智能检测报警装置［J］.微处理机，2006，27(6)：107-109.
［9］杨波，张兴敢.基于PIC单片机的被动式红外报警系统的设计［J］.电子测量技术，2008，31(1):53-55.
作者简介：
柴维路 男,1989年出生，河南浚县人。主要研究方向为机器人智能小车。
家庭电路设计方案范文第5篇
关键词：霍尔流量传感器 废水比 单片机
中图分类号：TD524 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0173-01
目前市面上小型纯水机系统种类繁多，特别是目前小型纯水机系统大多以开环为设计思路，这种设计方案缺点是出水后的废水被大量的排放掉。此外，目前的系统中废水比大多是固定的，这跟现场环境的变化导致的废水比效率改变不能匹配，因而，如何通过改变废水比来实现在不同情况下，系统仍然处于最好的出水状态，这是整个纯水机系统设计需要进一步考虑的。在当今日常生活中，流量计的使用范围越发广泛。工程中使用的流量计有很多种，例如电磁流量计、涡轮流量计等[1]。这些流量计的优点是精度很高，但是这些流量计采用的是高速处理芯片，成本较高，这对于家庭用小型纯水机显然是不划算的[2]。
1 改进系统设计方案
为解决废水排放的问题，本设计增加了废水闭环回路，如图1所示，从RO反渗透膜分流出来的废水一路是经过三通作为冲洗系统的支路，另外一路是经过流量计、可调节废水比进入自来水水管的三通，这样可以重复利用废水。自来水的最大进水压力为0.18 MPa，本设计选定的增压泵型号是三角洲EC-101-50：其进水压力是不大于0.2 MPa，工作压力是0.45 MPa，对于本设计来说基本符合要求。
在本系统的纯水出水端和废水出水端各安置了一个霍尔流量传感器，用来实时记录当前的纯水和废水的流量比例。由于本设计RO反渗透膜最大的反渗透压是 0.8 MPa，所以在调节废水比时，要记录不同变比下的数据，然后做出曲线图，找出最优值，尽量选择一个对反渗透膜较小的进水压力差。主要注意的是：如果膜元件的水通量过大，或回收率过高，盐分和胶体滞留在膜表面上的可能性就越大[3]。
本设计选用的霍尔传感器频率与水流量的关系为：
F=40×Q（L/min）
其中：F为脉冲信号频率，单位：Hz；
Q为水流量，单位：L/min。
2 控制电路设计
2.1 电源电路
采用变压器将交流电220 V降压为24 V直流电。通过LM2575芯片将24 V直流电压降为5 V，通过LM117芯片将5 V电压进一步降为3.3 V。其中5 V直流电压供霍尔传感流量计驱动电压，3.3 V直流电压供控制主芯片MSP430F149、LCD1602等模块驱动。
2.2 控制芯片MSP430F149和液晶显示
本控制电路控制芯片选用TI公司的MSP430F149，该芯片最大的优点是功耗低，能够工作在不同的功耗模式下；能够满足长时间断电存储信息不流失。
液晶显示选用YLF1602D显示屏，驱动电压是3.3 V，功耗低，市面上常见，价格较低廉，能够同时显示32个字符。
2.3 其他模块设计
包括晶振和键盘的选定等。
3 控制分析及设计
纯水和废水通过霍尔流量传感器分别产生脉冲信号，单片机分别接收。然后单片机分别计数。通过简单的函数运算，得到废水和纯水的流量。最后将这两个数据实时的传送到1602液晶显示屏上。
这部分的程序设计模块包括：定时器初始化，应用层的LCD显示程序和脉冲频率采集程序等。
中断部分函数：定时器A的中断服务函数，在这里通过设置中断读取计数器的脉冲个数，然后计算流量。
4 数据实验
在1602显示器上会实时显示接收到每个脉冲后的流量，废水比由最大开始，每旋转到一个位置，该位置尽可能小，下一次的旋转量需要跟这次相同，记下当前的显示屏上的流量数据，纯水流量和废水流量；依次旋转废水比，记下下一次数据。然后将所有的数据列表，用MATLAB画出数据统计曲线，找到该曲线的拐点即为该废水比最优选择位置，也是当前环境下的最好的工作状态。
5 结语
通过上述改进，纯水机系统的纯水出水有了更高的出水效率，特别是霍尔流量计的使用，其精度可以达到0.01 ml，这个精度对于日常生活中的流量统计已经足够。更重要的是，通过本设计，对于任何环境下，包括在不同自来水水温，自来水水压等条件下，通过调节废水比，可以找到符合该环境条件下的最好工作状态，这种方式更加灵活，有很大的研究性和应用性。
参考文献
[1] 梁国伟，蔡武昌.流量测量技术及仪表[M].北京：机械工业出版社，2002.
