随着人民生活水平的提高以及公众环保意识的增强,太阳能热水器以其诸多优点受到人们欢迎,逐渐走进了千家万户。然而目前太阳能热水器主要以家庭为单元安装使用,系统的智能化程度相对较低,功能简单,不具备网络控制和远程监控功能,而且太阳能集热器的效率较低。基于上述原因,本文依据模糊PID控制算法和无线传感器网络(WSN)技术,以基于ARM9内核的S3C2410微处理器为核心,设计一套具有太阳能加热与电加热结合的太阳能集热系统,对建筑内所有用户集中提供热水。控制系统由主控制器与从控制器两部分组成,主控制器与从控制器间构成主从式多机无线传感器网络。本文首先介绍了太阳能热水系统的国内外发展现状以及太阳能集热系统的组成、原理和控制系统设计方案,然后从硬件和软件两部分对控制器进行设计。硬件设计,包括主控制器和从控制器两部分。主控制器外围硬件电路的设计包括电源电路、存储器电路、XE1205无线传输电路、以太网接口电路、水位检测电路、温度检测电路、键盘输入和报警电路、复位电路、输出控制电路等；从控制器硬件电路设计,主要包括以下电路模块：XE1205无线传输模块、存储器模块、输出控制模块、遥控接收模块等。软件设计,包括主控制器软件设计和从控制器软件设计。主控制器软件设计首先进行控制器软件平台的搭建,即Linux操作系统的建立,包括交叉编译环境的建立、系统引导程序Bootloader移植、Linux内核移植和文件系统的建立四部分工作。接着编写在操作系统平台上的应用程序,包括Qt开发环境的搭建和具体应用程序的编写。从控制器软件设计主要是用C语言编写与主控制器间的通信程序、输出控制程序、实时显示程序等。最后,对模糊PID控制算法进行了分析和研究,采用了二输入三输出的模糊控制器,确定了输入、输出变量的论域及隶属度函数,给出了PID参数的自整定规则,完成了模糊PID控制算法的设计及其实验仿真。