本發(fā)明涉及溫度測控技術(shù)領(lǐng)域,具體為一種基于的遠紅外智能溫度控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著科技的發(fā)展和自動化水平的不斷提高,溫度控制在國民生產(chǎn)和日常生活中起著越來越重要的作用。隨著全球移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展,短消息通信作為GSM系統(tǒng)中最基本的通信方式,已被廣泛應(yīng)用。
單片機在測控領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用,既可以測量電信號,又可以測量溫度、濕度等非電信號。由單片機構(gòu)成的溫度檢測、溫度控制系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。
傳統(tǒng)的溫度控制器,大多數(shù)都是基于溫度控制器本身按鍵,或者通過相應(yīng)的遙控器的控制,來實現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)。這樣的調(diào)試方式過于的繁瑣和不方便,尤其是當(dāng)睡覺時,一般溫控器的位置都設(shè)置在遠離床邊,通常人們都很反感挪動身體去控制溫控器。有遙控的情況下,通常在黑夜也需要開關(guān)電燈去尋找遙控器,很多時候遙控還容易丟失和損壞。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對以上問題,本發(fā)明提供了一種基于的遠紅外智能溫度控制系統(tǒng),在傳統(tǒng)溫控器的基礎(chǔ)上添加了遠紅外傳感功能,通過遠紅外傳感的傳感器,檢測的數(shù)據(jù),通過溫控器本身自帶的單片機,來控制溫度的大小,光電管的使用,取代了分光鏡和濾光片等光學(xué)器件,大大提高了系統(tǒng)的集成度,采用光纖束作為傳光介質(zhì),與多?;騿文9饫w相比具有傳輸能量更強,容易對準(zhǔn)等諸多優(yōu)點,可以接收短信,并使單片機控制風(fēng)扇及加熱電源的開關(guān);實現(xiàn)手機查詢、設(shè)置溫度等功能,該系統(tǒng)的設(shè)計方法,可以推廣應(yīng)用到其他設(shè)備中,如遠程控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng),可以有效解決背景技術(shù)中的問題。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種基于的遠紅外智能溫度控制系統(tǒng),由遠紅外探測單元、單片機控制器和溫度控制單元組成;所述遠紅外探測單元將檢測的信息通過單片機控制器處理監(jiān)測數(shù)據(jù),并控制溫度控制單元來調(diào)節(jié)溫度;
所述遠紅外探測單元將待測物體輻射區(qū)域輻射能量經(jīng)過透鏡聚焦到光纖束上,經(jīng)光纖束傳輸照射在雙色光電管敏感面上,雙色光電管有2層的濾光片,2個濾光層分別對2個不同波長的光具有良好的透過性,熱輻射能量轉(zhuǎn)換為2路電信號輸出,分別對2路信號進行直流放大;
所述單片機控制器通過串行口與GSM模塊通信,并通過GSM網(wǎng)絡(luò)與手機終端通訊;
所述溫度控制單元包括風(fēng)扇和加熱設(shè)備,單片機通過ULN2803A模塊驅(qū)動風(fēng)扇和加熱電源,以電熱杯為控制對象,通過數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集溫度信息,實現(xiàn)溫度異常報警。
優(yōu)選的,所述單片機控制器采用STC89C52單片機作為系統(tǒng)控制單元,并外接11.0592MHz晶振、復(fù)位電路、按鍵電路、LED數(shù)碼顯示電路構(gòu)成單片機小系統(tǒng)。
優(yōu)選的,所述GSM模塊采用是PIML-900/1800模塊,由兩部分組成:SIM卡與PIML模塊連接電路,PIML模塊的啟動和復(fù)位電路。
優(yōu)選的,使用一個1升的電熱杯為溫度控制設(shè)備,電熱杯的電源線接通220V交流電就加熱,斷開交流電停止加熱,用5V繼電器控制220V電源的接通與斷開,繼電器用ULN2803A驅(qū)動控制,在電熱杯旁邊安裝5V直流電風(fēng)扇,電扇的運行用ULN2803A模塊驅(qū)動控制。
優(yōu)選的,所述LED數(shù)碼顯示電路采用7段共陰極數(shù)碼管動態(tài)掃描電路,節(jié)約了單片機的輸出端口,使用單片機的P0.0~P0.7控制數(shù)碼管的段碼顯示,P2.3~P2.6控制數(shù)碼管的位碼顯示,用ULN2803A芯片做位驅(qū)動。
優(yōu)選的,所述鍵盤電路采用3×5矩陣式設(shè)計方案,分別由單片機的P1.0~P1.7端口控制。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在傳統(tǒng)溫控器的基礎(chǔ)上添加了遠紅外傳感功能,通過遠紅外傳感的傳感器,檢測的數(shù)據(jù),通過溫控器本身自帶的單片機,來控制溫度的大小,光電管的使用,取代了分光鏡和濾光片等光學(xué)器件,大大提高了系統(tǒng)的集成度,采用光纖束作為傳光介質(zhì),與多?;騿文9饫w相比具有傳輸能量更強,容易對準(zhǔn)等諸多優(yōu)點,可以接收短信,并使單片機控制風(fēng)扇及加熱電源的開關(guān);實現(xiàn)手機查詢、設(shè)置溫度等功能,該系統(tǒng)的設(shè)計方法,可以推廣應(yīng)用到其他設(shè)備中,如遠程控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實施例中雙色光電管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明實施例中光電轉(zhuǎn)換的電路圖。
圖4為本發(fā)明實施例中主控電路圖。
圖5為本發(fā)明實施例中GSM模塊與單片機的連接電路圖。
圖6為本發(fā)明實施例中單片機控制器結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例:
請參閱圖1和圖6,本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:一種基于的遠紅外智能溫度控制系統(tǒng),由遠紅外探測單元、單片機控制器和溫度控制單元組成;所述遠紅外探測單元將檢測的信息通過單片機控制器處理監(jiān)測數(shù)據(jù),并控制溫度控制單元來調(diào)節(jié)溫度;
所述遠紅外探測單元將待測物體輻射區(qū)域輻射能量經(jīng)過透鏡聚焦到光纖束上,經(jīng)光纖束傳輸照射在雙色光電管敏感面上,雙色光電管有2層的濾光片,2個濾光層分別對2個不同波長的光具有良好的透過性,熱輻射能量轉(zhuǎn)換為2路電信號輸出,分別對2路信號進行直流放大;采用J16Si雙色光電管可以有效地提高系統(tǒng)集成度,但是由于不同波段光信號能量轉(zhuǎn)換率不同,需要進行補償,與單?;蛘叨嗄9饫w相比光纖束的使用不僅降低了對準(zhǔn)的難度,而且傳輸光信號的能量更強,有助于后續(xù)光電轉(zhuǎn)換的實現(xiàn);將輻射區(qū)域所輻射出的光能量轉(zhuǎn)換成電信號,是紅外測溫硬件系統(tǒng)中最核心的部分,其中放大器設(shè)計非常關(guān)鍵,第一級運放尤為重要,由于探頭測量的輻射區(qū)域較小,輻射能量有限,尤其在溫度較低的區(qū)域能量更低,經(jīng)過透鏡和光纖束的傳輸也存在一定的能量損耗,光電管轉(zhuǎn)換輸出的電流信號十分微弱,提供給運放的輸入電流只有幾個微安級甚至更低。既要保證對信號放大,同時避免在第一級放大器引入較大的噪聲,影響后續(xù)信號處理,應(yīng)采用低輸入電壓噪聲的運放,由于是微弱信號放大,輸入與輸出端要做好屏蔽,避免對輸入信號產(chǎn)生干擾,反饋電阻可以采用多個電阻串聯(lián)的方式,這樣可以最大限度的消除寄生電容,采用高性能的電源供電,紋波只有3~5mV;采用反偏電壓連接光電管時應(yīng)特別注意光電管所能承受的最大反偏電壓,同時,要使用限流電阻保護光電管,其電路圖為圖3所示。
單片機控制電路圖如圖4所示,單片機控制器通過串行口與GSM模塊通信,并通過GSM網(wǎng)絡(luò)與手機終端通訊;所述溫度控制單元包括風(fēng)扇和加熱設(shè)備,單片機通過ULN2803A模塊驅(qū)動風(fēng)扇和加熱電源,以電熱杯為控制對象,通過數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集溫度信息,實現(xiàn)溫度異常報警;單片機控制器采用STC89C52單片機作為系統(tǒng)控制單元,并外接11.0592MHz晶振、復(fù)位電路、按鍵電路、LED數(shù)碼顯示電路構(gòu)成單片機小系統(tǒng),LED數(shù)碼顯示電路采用7段共陰極數(shù)碼管動態(tài)掃描電路,節(jié)約了單片機的輸出端口,使用單片機的P0.0~P0.7控制數(shù)碼管的段碼顯示,P2.3~P2.6控制數(shù)碼管的位碼顯示,用ULN2803A芯片做位驅(qū)動;鍵盤電路采用3×5矩陣式設(shè)計方案,分別由單片機的P1.0~P1.7端口控制,使用一個1升的電熱杯為溫度控制設(shè)備,電熱杯的電源線接通220V交流電就加熱,斷開交流電停止加熱,用5V繼電器控制220V電源的接通與斷開,繼電器用ULN2803A驅(qū)動控制,在電熱杯旁邊安裝5V直流電風(fēng)扇,電扇的運行用ULN2803A模塊驅(qū)動控制。
GSM模塊采用是PIML-900/1800模塊,由兩部分組成:SIM卡與PIML模塊連接電路,PIML模塊的啟動和復(fù)位電路,如圖5所示。
本發(fā)明在傳統(tǒng)溫控器的基礎(chǔ)上添加了遠紅外傳感功能,通過遠紅外傳感的傳感器,檢測的數(shù)據(jù),通過溫控器本身自帶的單片機,來控制溫度的大小,光電管的使用,取代了分光鏡和濾光片等光學(xué)器件,大大提高了系統(tǒng)的集成度,采用光纖束作為傳光介質(zhì),與多?;騿文9饫w相比具有傳輸能量更強,容易對準(zhǔn)等諸多優(yōu)點,可以接收短信,并使單片機控制風(fēng)扇及加熱電源的開關(guān);實現(xiàn)手機查詢、設(shè)置溫度等功能,該系統(tǒng)的設(shè)計方法,可以推廣應(yīng)用到其他設(shè)備中,如遠程控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。