148 福 建 电 脑 福 建 电 脑 福 建 电 脑 2010 年第 期 8 基于单片机的热量计设计 胡 清 杨明莉 商丘职业技术学院 河南 商丘 ， （ 476000 ） 针对民用住宅的暖气计量按照面积收费存在诸多不合理因素 本文介绍了一种基于 ， MCS-51 单片机的新型 摘 要 】： ， 关键词 【 【 的热量计 并对该新型热量计的硬件和软件设计做了详细的阐述 。 热量计 单片机 温度传感器 流量传感器 】： ， ， 多年来 体制 以居民小区为单位 ， 的计量依据收取供暖费用 。 的不断加强 弊端也显得越来越突出 热量计成为必要 我国一直延续计划经济时代的全福利式居民供暖 以住 宅 面 积 为 热 量 商品意识 其 因此设计一种能够按实用热能收费的 共用一个控制阀 随着人民生活水平的提高 这种旧体制已经不能适应当前经济生活的发展 ， ， ， ， ， 。 1. 热量计概述 按热量计费 ， ， ， 必须具备适用的热量计量工具 。 户外统一抄表的方式 建立在分户计量的基础上 及当时的温度计算热量的损失 一种商品供应千家万户 量 流量传感器 感 器 连的流量传感器和温度传感器提供的流量和温度数据 量公式计算出用户从热交换系统获得的热量 而热量计就是 通过测量流经散热器的热媒总量以 热量计量器实现了把热量作为 采用户内计 一个完整的热量计由三个部分组成 : 配对温度传 ; 根 据 与 其 相 ， 通过热 用以测量流经热交换系统的热水流量 计 算 显 示 器 分 别 测 量 供 暖 进 水 和 回 水 温 度 利用数据传送 一户一表 ， ， ， ， ， ， 。 ， : 。 热量计系统设计 供暖布管方案 2. 2.1 方式和跨越式串联方式 内 水 平 并 联 所示 性化 ， 。 。 。 适合热量计量系统的布管方式有水平并联方式 本系统设计竖井内的管道为双管式 入 口 设 热 量 计 和 锁 闭 阀 散 热 器 设 温 控 阀 ， 采用这种方案使散热器的控制更为灵活 、 水平串联 户 ， 如 图 1 供暖系统更为人 ， ， ， STC89C51 系 统 的 核 心 部 分 是 由 单 片 机 主要完成对系统采集到的信号进行相关的处理 使整个系统步调一致的工作 传感器流量测量仪 化 并整形送入单片机输入端计数 器 测温电桥 控 制 的 基 本 模 块 协调其他模块 ， 流量传感器采用变磁阻式的霍尔 叶轮的旋转引起霍尔元件磁阻的周期性变 经前置放大器放大 热量计的测温部分由温度传感 由 ； 和 (AD620) A/D 输 出 的 电 压 差 ） 转换后送单片机处理 霍尔元件输出与流量有关的电脉冲信号 差动放大器 如 图 所 示 , 经 放 大 器 放 大 系统通信部分采用 (Cu100)、 （ 、 串行总线 (AD1674) （V2－V1） 转换器 组成 3 ， ； ， ， ， 将用热的用户信息传送到物业管理部门进行统计收费 ； RS-485 A/D 方式 ， 。 2.3 热量计系统软件设计 系统软件采用模块化编程方式编写 图 测温电桥 3 测流量子程序 测温子程序 与上位机通信子程序 序 序 序流程图如图 、 、 、 所示 。 4 、 中断服务子程序 、 人机交互界面子程序等 、 主要包括初始化主程 热量计量子程 其系统主程 ， 。 热量计硬件原理图设计 图 水平并联系统管网 1 2.2 热量计的主要任务是通过计量流过热量计 的 热 水 的 体 积 、 根据要求设计热量计 进水温度 回水温度 硬件总体框图如图 、 ， 2 来计量该户耗热量 所示 。 。 图 热量计硬件总体框图 该热量计主要由流量传感器 配对温度传感器 、 机交互界面组成 回水的温度差 用户所消耗的热量值 (AT)， 。 根据一定时间内所通过的水的流量 以及由 所决 定 的 热 交 换 算 系 数 △T 、 单片机及人 和供 、 得 到 (V) K， 2 。 图 4 系统主程序流程图 3. 结束语 近年来 ， 按热量收费己经越来越被重视 ， 用热量计进行热计量更为科学 量的基础 为热力公司向每一位住户收费的依据和手段 而且由于用热量与费用直接相关 户所接受 能意识 、 ， ， 。 ， 更为合理 而热量计是热量计 热量计作 不仅已广泛被用 ， 也加强了用户的节 。 本热量计是内嵌微处理器的智能化测量仪表 实时性好 同时和传统仪表相比成本大大降 械式仪表相比具有结构简单 作简便的优点 安全可靠 与传统的机 灵敏度高 操 ， 页 ， 、 下转第 、 、 ( 118 ) 。 

118 福 建 电 脑 福 建 电 脑 福 建 电 脑 2010 年第 期 8 案例分析 4. 某医院眼科门诊住院部共有病床 该医院眼 青光眼和 由专业人员对一段时间内来该医院的就诊病人 得出不同种眼病病人的入院人数以及 科手术主要分四大类 外伤 情况统计调查 不同种眼病病人的出院人数 张 视网膜疾病 白内障 79 ， 。 ， ： 、 、 统计专业人员所提供的病人就诊情况 。 用 图如下 MATLAB ： 、 。 ， 使病床的利用率达到最优 病人的就诊率达到最 神经网络预测的目的是预测找出几种眼科疾病的 通过确 按排队理论 并以这个数据为 从而提高病床利用率和病 排 高 适宜住院日和出院日 定好的适宜出院日 的模型可以算出将要空出的病床数 参考对病床进行合理安排 者的手术率 ， 根据统计的历史数据 确定适宜出院日及数量 。 ， ， ， ， 由整理的历史数据及相关信息做出各类眼病患者 。 在不同时间段需要不同服务的平均人数的统计表 ： 图 2 月 根据所给数据统计出 25 不同种眼病病人的入院人数 7 月 号到 31 生成柱状图 8 号共 37 统计结 ， ， 天 ， 果为 姿 t t m m , v ： ， ， e e m ，μ 其中 =0.97 Fv t = ( ) fv t = - ( ) 1 为服务时间 称为平均服务率 和以上过程类似 ， 其 ： 当病人的到达过程是泊松流时 可以推导出两个病人到达的时间概率为指数分布 分布函数和概率分布分别是 m
L=
kPk 医 院 病 床 安 排 系 统 可 以 用 以 下 的 效 率 指 标 来 评 系统内排队的病人的均值 病人在系统内接受治 分别按以下计算 表示单位时间能被服务完的 就是 用相同的时间间隔病人到达的 l 来刻画服务效率和 顾客数的期望值 一个病人的平均时间 平均数与能被服务的平均之比 服务机构利用程度 p= 称之为服务强度 价 疗的时间 可以由公式求得 W， l m E（v）=1/μ ∑ W= 1 m 而 而 L， W = l l ， 。 。 ， ， ， ： ： ： ∞ = 同样我们可以根据历史数据的统计 的参数 。 根据以上服务结果再建立神经网络预测模型预测 出第二天出 院 的 病 人 数 以 确 定 第 二 天 住 院 人 员 的 安 图 3 统计结果为 将 λ、 ： =0.07 滋代入公式得 ， 滋 系统内接受治疗的时间 的等待时间 比较合理 ， 。 结束语 5. 平均队长 病人在 此模型缩短了顾客 L=14.14, W=13.31。 ， ， 在医院服务系统中 鉴于病人到达的随机性和医 本文采用基于排队论的工作流程重组 建立的模型能与实际紧密联系 ， 采用的排队论 利于 增强服务能 低耗的全新模式提高服务行业的经 生服务差异性 模型进行了合理解决 结合实际情况对提出的问题进行求解 模型可用于银行服务系统 完善各类服务行业的管理机制 力 、 济效益和社会效益 车站售票服务系统等 挖掘潜力 以优质 高效 。 ， ， ， ， ， 、 、 。 参考文献 ： [1] 韩中庚 姜启源 数学建模方法及其运用 ， 数学建模 谢金星 叶俊 北京 第三版 ： 、 ， （ ， 、 北京 ： ）， 高等教育出版社 ，2005 高等教育出 来确定以上 ， [3] [4] 吴建国 数学建模案例精编 中国水利水电出版社 赵 静 数学建模与数学实验 熊拥军 排队理论原理在电子文献服务系统中的应用 应用 高等教育出版社 第 版 2 ( ) [2] 版社 ，2003 [5] 实践 [6] ，2008 参考网站 ： http://www.stats.gov.cn/tjgb/ 页 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 上接第 ( 低 能 具有较高的性 安装维护方便 测量精度高 械设计与制造 参考文献 148 、 、 ， ) ： 而且抗干扰性好 ， 价格比 / 。 随着各方面技术的不断完善 能广泛地应用于用户的家中 便 为管理部门减少人力 ， ， 为国家节省能源 ， 。 在不久的将来 这一产品或许 从而为人们的生活带来更大的方 ， ， 蔡武昌 等 段新峰 浅谈热量计在中国的应用 梁国伟 单片机典型模块设计实例导航 余锡存 曹国华 ， ， [Z]， 单片机原理及接口技术 流量测量技术及仪器 [J ]， ， . [1] [2] [3] [4] [M]， ，M] 人民邮电出版社 ，2004.6 机械工业出版社 ，2004.5 安电子科技大学出版社 - - - -