1 研究的背景和意义

人口和经济的快速发展,不可再生能源却越来越少，而它所带来的环境污染问题逐渐被人们认识，”低碳经济”这一概念开始进入人们的视野。在这历史背景下，为了实现可持续发展，太阳能这一可再生洁净能源越来越被大力应用与发展。太阳热水器是我国太阳能利用中应用最广泛，产业发展最迅猛的太阳能产品，它以其诸多的优点受到人们的欢迎，它的造价比较低廉，同时给人们提供节省资源，绝对安全的热水。

太阳能热水器行业经历了近20年的发展历程，该产业已经从最初的小而少发展到现在的大而多，产品类型也不断成熟，由最初的燃气热水器发展到现在的燃气式、电热式、太阳能等多种类型。目前这个产业从产品的核心技术到零件部件基本实现了国内自主生产，一直拥有良好的市场空间和利益水平。据统计，中国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国，年产量约为世界各国之和。我国太阳能热水器的使用以相当普及，而与之相配各种电子控制装置却鱼龙混杂充斥市场。

而随着人们生活节奏加快，安全意识不断提高，人们需要太阳能热水器更智能化和人性化，不仅希望检测系统更加安全，更希望可以根据不同的用户，实现自动上水，随时随地监控太阳能热水器等。这就需要一种监控即时性更高，警报功能更加灵活，使用更加方便的太阳能热火器监控系统。

目前市场上的检测控制装置仍有着很多不足之处，比如受强烈寒冷天气的影响较大，当遇到阴雨天太阳能热水器也无法加热，不能实现全年的正常使用，提供的热水量不够充足等，而且大部分没有配备全自动的水位，水温显示及自由控制水位仪器。由于对水位的检测不是很准确，储水箱蓄水量不足引起的空烧空晒，不但会损坏热水器，甚至引起火灾，给用户造成很大的安全隐患。

在现代社会科学技术迅猛发展的大环境下，特别是计算机技术，无线通信技术，控制技术，促使工业自动化控制向着智能化，无线化方向发展。基于无线收发模块24I01和单片机MSP430F149的太阳能热水器监控系统不但克服了传统太阳能热水器存在的监控模式死板，信息反馈不及时，实时性不高等弊端，而且可以实时采集水位，水温数据，实现即时提醒，报警的功能，并且添加了随时控制水位预警高度，使得监控系统更加灵活。

2 国内的研发现状

在全国范围内，太阳能热水器技术已经很成熟，并已形成行业，正在以优良的性能不断地冲击电热水器和燃气热水器市场。国际上，太阳能热水器产品经历了闷晒式、平板式、全玻璃真空管式的发展，目前其产品的发展方向仍注重提高集热器的效率，如将透明隔热材料应用于集热器的盖板与吸热间的隔层，以减少热量损失；聚酯薄膜的透明蜂窝已在德国和以色列批量生产。

但是现在国内市场上的太阳能热水器许多都没有即时监控系统，用户每天早上必须手动给太阳能热水器上水，一旦忘记，热水器可能空晒干烧。还有一部分的太阳能热水器所配置的监控系统，实际上只是一个水位水温仪，只能提醒用户，警报作用也容易忽视，用处不大。现在市场上太阳能热水器大部分也配备了水温水位检测系统，但普遍存在以下问题：（1）采用电极式传感器由于水电接触，有回路电流会影响水质，而且电极极易腐蚀导致接触不良，可靠性低，电极寿命短。（2）大多数检测水位只显示水位4-5点，分辨力不足，不能满足用户需要，且成本较高。（3）市场上的太阳能热水器即使具有辅助加热功能，由于需要加热整个太阳能热水器，而使用却不需要那么多，导致资源浪费。（4）现市场上的太阳能热水器检测系统一般都是通过线缆把采集的数据传输给单片机，但由于检测部分或线缆损坏，后期的维护维修将会十分麻烦。

我国目前较好的太阳能热水器的基本功能如下：（1）显示水位、水温及工作状态，水温水位任意设定。（2）自动上水，防空晒干烧，安全自检，水满及缺水自动报警。（3）自动控制点辅助加热。（4）户外水管防冻功能。（5）异常自动报警，漏电保护等功能。