晝夜不對(duì)稱跟蹤增溫控制綜合儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了晝夜不對(duì)稱跟蹤增溫控制綜合儀，所述綜合儀根據(jù)溫度蹤傳感器采集到的基準(zhǔn)溫度信息和控制溫度的上下限值，定時(shí)修改上下限溫度控制值，將跟蹤傳感器采集的溫度現(xiàn)值與上下限溫度控制值進(jìn)行比較，達(dá)到上限溫度控制值則停止加熱，低于下限溫度控制值則加熱，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制。本發(fā)明綜合儀能夠自動(dòng)進(jìn)行溫度跟蹤控制，方便靈活，存儲(chǔ)容量大，保存時(shí)間長(zhǎng)，溫度累積誤差??；同時(shí)具有數(shù)據(jù)定時(shí)存儲(chǔ)、顯示、打印功能。
【專利說(shuō)明】晝夜不對(duì)稱跟蹤增溫控制綜合儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于溫度控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體指的是晝夜不對(duì)稱跟蹤增溫控制綜合儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球氣候的變暖，大氣溫度逐步升高，已對(duì)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生了較大的影響，為了應(yīng)對(duì)全球氣候變化，量化研究大氣溫度升高對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育究竟會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響，已成為廣大科技工作者所面臨的重要課題。要量化研究溫度升高對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響，就必須在土肥水種及其他田間管理相同的條件下，對(duì)作物生長(zhǎng)季內(nèi)對(duì)不同的試驗(yàn)區(qū)域，設(shè)置不同的增溫條件，研究溫度增加對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響。要使土肥水種及其他田間管理要素相同，這些相對(duì)容易做到，而至關(guān)重要的溫度控制難度確較大，而且控制的幅度和精度是否符合試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求直接關(guān)系到試驗(yàn)的成敗。
[0003]目前，現(xiàn)有的各種溫控器，使用的環(huán)境條件不一，最主要的就是只能設(shè)定一個(gè)上限和下限，與時(shí)間無(wú)關(guān)，即只要設(shè)定上下限它就是一個(gè)定數(shù)，要更改就必須重新設(shè)定，家用空調(diào)就是一個(gè)典型例子。另外，多數(shù)溫控器使用具有針對(duì)性且不宜長(zhǎng)期在野外露天使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出晝夜不對(duì)稱跟蹤增溫控制綜合儀。本發(fā)明。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0006]晝夜不對(duì)稱跟蹤增溫控制綜合儀，包含溫度采集端口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、單片機(jī)、控制鍵盤(pán)、顯示屏、固態(tài)繼電器、陶瓷加熱元件；所述溫度采集端口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、控制鍵盤(pán)、顯示屏以及固態(tài)繼電器分別與單片機(jī)連接；所述固態(tài)繼電器連接并控制陶瓷加熱元件；所述溫度采集端口包含N個(gè)溫度控制組，每組有2個(gè)溫度傳感器，其中I個(gè)溫度傳感器作為蹤傳感器，另I個(gè)作為跟蹤傳感器；N為自然數(shù)；
[0007]每個(gè)溫度控制組以蹤傳感器采集的溫度值為基準(zhǔn)溫度值，每隔M分鐘，根據(jù)基準(zhǔn)溫度值修改上限控制值和下限控制值；所述上限控制值等于基準(zhǔn)溫度值與設(shè)定的上限值之和，所述下限控制值等于上限控制值與設(shè)定的下限值之差；M為自然數(shù)；
[0008]如果跟蹤傳感器采集的溫度值大于等于上限控制值，則停止加熱；如果跟蹤傳感器采集的溫度值小于等于下限溫度控制值，則進(jìn)行加熱，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制。
[0009]所述設(shè)定的上限值取值范圍為O到3. 9攝氏度，所述設(shè)定的下限值取值范圍為O到O. 9攝氏度；將每天分為白天和夜晚兩個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段，所述每個(gè)溫度控制組分別設(shè)置上限值和下限值。
[0010]所述N的值取為4。所述M的值取為6。
[0011]本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提出了晝夜不對(duì)稱跟蹤增溫控制綜合儀，所述綜合儀根據(jù)溫度蹤傳感器采集到的基準(zhǔn)溫度信息和控制溫度的上下限值，定時(shí)修改上下限溫度控制值，將跟蹤傳感器采集的溫度現(xiàn)值與上下限溫度控制值進(jìn)行比較，達(dá)到上限溫度控制值則停止加熱，低于下限溫度控制值則加熱，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制。本發(fā)明綜合儀能夠自動(dòng)進(jìn)行溫度跟蹤控制，方便靈活，存儲(chǔ)容量大，保存時(shí)間長(zhǎng)，溫度累積誤差??；同時(shí)具有數(shù)據(jù)定時(shí)存儲(chǔ)、顯示、打印功能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖I是本發(fā)明硬件電路示意圖。
[0013]圖2是基準(zhǔn)溫度、上限值、下限值、控制值之間的關(guān)系圖。
[0014]圖3是本發(fā)明流程框圖。
[0015]圖4是跟蹤控制示意圖。
[0016]圖5是溫敏電阻與輸出電壓邏輯電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提出的晝夜不對(duì)稱跟蹤增溫控制綜合儀進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：
[0018]晝夜不對(duì)稱跟蹤增溫控制綜合儀由溫度傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、89S52單片機(jī)、控制鍵盤(pán)、顯示屏、固態(tài)繼電器、陶瓷加熱元件等組成，硬件電路邏輯結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖I。
[0019]本發(fā)明選用性能可靠地負(fù)溫度系數(shù)溫敏電阻傳感器，對(duì)其廠家給出的離散數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試檢驗(yàn)，確認(rèn)其數(shù)據(jù)的可靠性。在此基礎(chǔ)上，利用SAS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行方程擬合，找出其溫度T與電阻Rt的非線性方程T=T (Rt) =A/ (B+Rt) -C,再將其反函數(shù)Rt=Rt⑴帶入電路方程V=V1 (Rt) =V1 (Rt⑴）=V1⑴，由此可得傳感器上的電壓V與溫度T建立了關(guān)系。其反函數(shù)T=T(V),即傳感器上的電壓就可以反映傳感器周邊的溫度。傳感器傳來(lái)的電壓經(jīng)AD轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)其電壓數(shù)字信號(hào)按設(shè)定的方程式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出傳感器周邊的溫度，基準(zhǔn)溫度和控制溫度算法相同。單片機(jī)定時(shí)將得到的基準(zhǔn)溫度加上限值得到上限控制值，將得到的基準(zhǔn)溫度加上限值再減去下限值得到下限控制值?；鶞?zhǔn)溫度、上限值、下限值、控制值等相互關(guān)系見(jiàn)圖2。
[0020]被控制區(qū)域的溫度始終被控制在上限控制值與下限控制值之間，控制過(guò)程是：控制子程序?qū)⒖刂苽鞲衅魉蛠?lái)的溫度值與上下限溫度控制值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果做出以下處理。①、若控制傳感器送來(lái)的溫度值大于上限溫度控制值就停止加熱、若控制傳感器送來(lái)的溫度值低于下限溫度控制值就開(kāi)始加熱、若控制傳感器送來(lái)的溫度值在上限控制值和下限控制值之間就保持控制狀態(tài)不變，即是加熱狀態(tài)就繼續(xù)加熱，是停止?fàn)顟B(tài)就繼續(xù)保持停止?fàn)顟B(tài)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)跟蹤控制。被控區(qū)域的溫度波動(dòng)范圍在數(shù)值上等于下限值，也就是圖2中的上限控制值和下限控制值之間的區(qū)域。
[0021 ] 主程序邏輯圖見(jiàn)圖3，
[0022]上電或復(fù)位后儀器進(jìn)行初始化，接著等待輸入日期和時(shí)間，只有輸入開(kāi)機(jī)時(shí)的日期和時(shí)間，程序才往下運(yùn)行，而且再也不會(huì)自動(dòng)運(yùn)行到輸入日期和時(shí)間子程序，除非按動(dòng)(TE)鍵，它才再次運(yùn)行輸入日期和時(shí)間子程序。輸入的日期和時(shí)間很重要，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址計(jì)算、查詢顯示的數(shù)據(jù)地址及打印輸出表格的數(shù)據(jù)地址和計(jì)算表頭等都需要日期和時(shí)間的初始值來(lái)計(jì)算。儀器設(shè)有7個(gè)功能鍵，分別為檢查控制命令鍵（EX)、輸入控制程序鍵（PG)、數(shù)據(jù)區(qū)清零鍵（CL)、打印數(shù)據(jù)鍵（PT)、顯示存儲(chǔ)數(shù)據(jù)鍵（DP)、顯示通道切換鍵（MO)和修改日期和時(shí)間鍵（TE)。上電或復(fù)位輸入日期和時(shí)間后，主程序檢查是否有按鍵按下，如有按下就轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的子程序執(zhí)行，執(zhí)行完再檢查是否有按鍵按下，再有鍵按下還是轉(zhuǎn)去執(zhí)行對(duì)應(yīng)的子程序；若無(wú)鍵按下，就執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)顯示、判別存儲(chǔ)(存儲(chǔ)30分鐘整數(shù)倍時(shí)間點(diǎn)的一次數(shù)據(jù)）子程序；最后執(zhí)行跟蹤控制子程序。執(zhí)行完跟蹤控制子程序后，標(biāo)志程序一個(gè)正常運(yùn)行周期結(jié)束，自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)從檢查是否有按鍵被按下的運(yùn)行周期，循環(huán)往復(fù)不停息，超過(guò)42天數(shù)據(jù)就開(kāi)始相互覆蓋。
[0023]跟蹤控制邏輯圖見(jiàn)圖4
[0024]跟蹤控制是通過(guò)執(zhí)行控制子程序來(lái)完成的。程序執(zhí)行到控制子程序時(shí)，首先檢查時(shí)間是否到了 6分鐘的整數(shù)倍時(shí)間點(diǎn)，如是就重新計(jì)算上限控制值，其值為基準(zhǔn)溫度+上限值，然后計(jì)算下限控制值，其值為上限控制值-下限值，直到四組重新計(jì)算完畢再轉(zhuǎn)入比較控制程序段。如不是6分鐘的整數(shù)倍時(shí)間點(diǎn)就直接進(jìn)入比較控制程序段。該程序段就是比較從控制(跟蹤）傳感器送來(lái)的溫度值和上限控制值及下限控制值進(jìn)行比較，大于上限控制值就停止加熱，小于下限控制值就開(kāi)始加熱，四組全部比較控制完畢后程序也是轉(zhuǎn)入下一個(gè)從檢查是否有按鍵被按下的運(yùn)行周期，循環(huán)往復(fù)地運(yùn)行。
[0025]本發(fā)明將單片機(jī)智能控制技術(shù)應(yīng)用到具體的溫度跟蹤控制實(shí)際工程中，包括：
[0026]I、溫敏電阻的T-R函數(shù)關(guān)系：
[0027]
【權(quán)利要求】
1.晝夜不對(duì)稱跟蹤增溫控制綜合儀，包含溫度采集端口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、單片機(jī)、控制鍵盤(pán)、顯示屏、固態(tài)繼電器、陶瓷加熱元件；所述溫度采集端口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、控制鍵盤(pán)、顯示屏以及固態(tài)繼電器分別與單片機(jī)連接；所述固態(tài)繼電器連接并控制陶瓷加熱元件；其特征在于，所述溫度采集端口包含N個(gè)溫度控制組，每組有2個(gè)溫度傳感器，其中I個(gè)溫度傳感器作為蹤傳感器，另I個(gè)作為跟蹤傳感器；N為自然數(shù)； 每個(gè)溫度控制組以蹤傳感器采集的溫度值為基準(zhǔn)溫度值，每隔M分鐘，根據(jù)基準(zhǔn)溫度值修改上限控制值和下限控制值；所述上限控制值等于基準(zhǔn)溫度值與設(shè)定的上限值之和，所述下限控制值等于上限控制值與設(shè)定的下限值之差；M為自然數(shù)； 如果跟蹤傳感器采集的溫度值大于等于上限控制值，則停止加熱；如果跟蹤傳感器采集的溫度值小于等于下限溫度控制值，則進(jìn)行加熱，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制。
2.如權(quán)利要求I所述的晝夜不對(duì)稱跟蹤增溫控制綜合儀，其特征在于，所述設(shè)定的上限值取值范圍為O到3. 9攝氏度，所述設(shè)定的下限值取值范圍為O到O. 9攝氏度；將每天分為白天和夜晚兩個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段，所述每個(gè)溫度控制組分別設(shè)置上限值和下限值。
3.如權(quán)利要求I所述的晝夜不對(duì)稱跟蹤增溫控制綜合儀，其特征在于，所述N的值取為4。
4.如權(quán)利要求I所述的晝夜不對(duì)稱跟蹤增溫控制綜合儀，其特征在于，所述M的值取為6。
【文檔編號(hào)】G05D23/24GK103488210SQ201310462359
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】萬(wàn)長(zhǎng)建, 江曉東, 張富存 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)