多功能智能温度测控仪.pdf

本发明属温度测量控制仪器，特别涉及一种多功能智能温度测控仪，主要由电源电路(8)、遥控装置(1)、传感器模块(2)、用户输入电路(4)、执行器电路(7)和显示电路(6)组成，在整个系统中设置了中央处理器(3)和语音报时、报温、故障报警电路(5)；它可应用到我国北方冬季室内取暖时温度的测量和控制，减少能源的浪费，测温范围大，在－55℃～+125℃，精度高，在－10℃～+85℃时，误差在±0.5℃；达到了智能化，技术先进，运行可靠，经济实用，性价比高，与用户交互性好。

1、  一种多功能智能温度测控仪，主要由电源电路(8)、遥控装置(1)、传感器模块(2)、用户输入电路(4)、执行器电路(7)和显示电路(6)组成，其特征在于在整个系统中设置了中央处理器(3)和语音报时、报温、故障报警电路(5)；中央处理器(3)它包括：单片机U₁、与门U₁₄、石英晶体y₁、三极管Q_1、2、3、设置灯D₁、设置/取消定时灯D₂、报警灯D₃、电容C_7、8、电解电容C₁₈、开关K₁和电阻R_1～7；U₁的15脚接K₁、R₁的一端和C₁₈的负极，C₁₈的正极和K₁的另一端接电源，R₁的另一端接地，16、17、18脚分别接定时模块电路(9)中的U₁₀的7、6、5脚，19脚接传感器电路(2)中的U₁₂的2脚，20脚接执行器电路(7)中的R₁₄一端，U₁的24脚接用户输入电路(4)中的用户输入模块U₃的1、2脚和显示电路(6)中的显示模块U₄的1、2脚，25脚接U₃的8脚和与门U₁₄的1脚，26脚接U₃的3～6、10～13脚和K_2～9、R₈的一端，R₈的另一端接正5伏电源，27脚接语音报时、报温、故障报警电路(5)中的语音芯片U₂的25脚，28脚接与门U₁₄的2脚，34脚接C₈、y₂的一端，35脚接C₇和y₂的另一端，C₇、C₈的另一端相连接并接地，40、41、42脚分别接R₆、R₇、R₅的一端，它们的另一端分别接Q₂、Q₁、Q₃的基极，Q₁、Q₂、Q₃的发射极均接地，Q₁的集电极接D₁的一端，D₁的另一端接R₂一端，Q₂的集电极接D₂的一端，D₂的另一端接R₃的一端，Q₃的集电极接D₃一端，D₃的另一端接R₄一端，R₂、R₃、R₄的另一端均接电源，电路8的+5V电源和U₁的21脚，54～57脚接遥控装置1的U₁₁的4、3、2、1脚，62～66脚接U₂的1脚，7、9、10脚，23脚，24脚和27脚；与门U₁₄的3脚接显示电路(6)中的位移寄存器U₄～U₉的8脚。

2、  根据权利要求1所述的多功能智能温度测控仪，其特征在于语音报时、报温、故障报警电路(5)它包括：语音输入模块U₂、声音发生器U₁₅、电容C_9～14、电解电容C₁₅、C₁₆，电阻R_9～13和蜂鸣器SP；U₂的2～6、8、26脚相连接并接地，12、13脚相连接并接C₁₁一端和地，14、15接SP的两端，16脚接C₉、C₁₀一端和C₁₁的另一端，C₉、C₁₀的另一端接地，17脚接C₁₃一端，18脚接C₁₄的一端，19脚接R₁₅一端和C₁₅的正极，R10的另一端和C15负极相连接并接地，20脚接C₁₂一端，21脚接R₉一端，C₁₂、R₉另一端相连接；U₁₅的1脚接C₁₄另一端、R₁₃一端，R₁₃的另一端接地，2脚接C₁₃的另一端和R₁₂的一端，R₁₂的另一端接R₁₁一端和C₁₆的正极，C₁₆的负极接地，R₁₁的另一端接电源。

多功能智能温度测控仪
技术领域
本发明属温度测量控制仪器，特别涉及一种多功能智能温度测控仪。
技术背景
目前，国内有多种温度测控仪，均采用PID控制，它存在着不能解决温度控制过程中的变量耦合以及非线性时变等特性，技术不够先进，运行不可靠等不足。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种用智能控制代替传统的PID控制，发挥了模糊逻辑能够处理结构化知识优势及对信息的融合能力，解决在温度控制过程中的变量耦合以及非线性时变等特性，技术先进，达到智能化，运行可靠，经济实用，性价比高，与用户交互性好的多功能智能温度测控仪。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种由电源电路、遥控装置、定时电路、传感模块、用户输入电路、执行器电路和显示电路组成的多功能智能温度测控仪，它的特点是：在系统中设置了中央处理器和语音报时、报温、故障报警模块；中央处理器它包括：单片机U₁、与门U₁₄、石英晶体y₂、三极管Q_1、2、3、设置灯D₁、设置/取消定时灯D₂、报警灯D₃、电容C_7、8、电解电容C₁₈、开关K₁和电阻R_1～7；U₁的15脚接K₁、R₁的一端和C₁₈的负极，C₁₈的正极和K₁的另一端接电源，R₁的另一端接地，16、17、18脚分别接定时模块电路中的U₁₀的7、6、5脚，19脚接传感器电路中的U₁₂的2脚，20脚接执行器电路中的R₁₄一端，U₁的24脚接用户输入电路中的用户输入模块U₃的1、2脚和显示电路中的显示模块U₄的1、2脚，25脚接U₃的8脚和与门U₁₄的1脚，26脚接U₃的3～6、10～13脚和K_2～9、R₈的一端，R₈的另一端接正5伏电源，27脚接语音报时、报温、故障报警电路中的语音芯片U₂的25脚，28脚接与门U₁₄的2脚，34脚接C₈、y₂的一端，35脚接C₇和y₂的另一端，C₇、C₈的另一端相连接并接地，40、41、42脚分别接R₆、R₇、R₅的一端，它们的另一端分别接Q₂、Q₁、Q₃的基极，Q₁、Q₂、Q₃的发射极均接地，Q₁的集电极接D₁的一端，D₁的另一端接R₂一端，Q₂的集电极接D₂的一端，D₂的另一端接R₃的一端，Q₃的集电极接D₃一端，D₃的另一端接R₄一端，R₂、R₃、R₄的另一端均接电源，电路的+5V电源和U₁的2脚，54～57脚接遥控装置的U₁₁的4、3、2、1脚，62～66脚接U₂的1脚，7、9、10脚，23脚，24脚和27脚，36、37脚接地；与门U₁₄的3脚接显示电路中的位移寄存器U₄～U₉的8脚。
语音报时、报温、故障报警电路它包括：语音输入模块U₂、声音发生器U₁₅、电容C_9-14、电解电容C₁₅、C₁₆，电阻R_9～13和蜂鸣器SP；U₂的2～6、8、26脚相连接并接地，12、13脚相连接并接C₁₁一端和地，14、15接SP两个脚，16脚接C₉、C₁₀一端和C₁₁的另一端，C₉、C₁₀的另一端接地，17脚接C₁₃一端，18脚接C₁₄的一端，19脚接R₁₀一端和C₁₅的正极，R₁₀另一端和C₁₅负极相连接并接地，20脚接C₁₂一端，21脚接R₉一端，G₁₂、R₉另一端相连接；U₁₅的1脚接C₁₄另一端、R₁₃一端，R₁₃的另一端接地，2脚接C₁₃的另一端和R₁₂的一端，R₁₂的另一端接R₁₁一端和C₁₆的正极，C₁₆的负极接地，R₁₁的另一端接电源。
本发明地有益效果是：它可应用到我国北方冬季室内取暖时温度的测量和控制，减少能源的浪费，测温范围大，在-55℃～+125℃，精度高，在-10℃～+85℃时，误差在±0.5℃；提供了一种用智能控制代替传动的PID控制，发挥了模糊逻辑能够处理结构化知识的优势及对信息的融合处理能力，解决了在温度控制过程中的变量耦合以及非线性时变等特性，达到了智能化，技术先进，运行可靠，经济实用，性价比高，与用户交互性好。
附图说明
以下结合附图以实施例具体说明。
图1示多功能智能温度测控仪主视图。
1-遥控装置；2-传感器；3-中央处理器；4-用户输入电路；5-语音报时、报温故障报警电路；6、显示电路；7-执行器电路；8-电源电路；9-定时电路；U₁-单片机；U₂-语音转换输入模块；U₃-输入模块；U_4～9-位移寄存器；U₁₀-时钟芯片；U₁₁-遥控接收芯片；U₁₂-传感器模块；U₁₃-稳压器；U₁₄-与门；U₁₅-声音发生器；U₁₆-光电耦合器；y₁、y_2-石英晶体；D₁-设置灯；D₂-设置/取消定时灯；D₃-报警灯；Q₁、Q₂、Q₃、Q₅-三极管；Q₄-双向晶闸管；C_{1、2、4、5、10～14、17、18}-电容；C_{3、6、8、15、16}-电解电容；R_1～19、R_20～27、R_28～35、R_36～43、R_44～51、R_52～59、R_60～67-电阻；J_1-整流桥；T_1-电源；K_1～9-开关；X-电磁阀；Dpy₁～Dpy₆-数码管；SP-蜂鸣器
具体实施方式
参照附图，一种由电源电路8、遥控装置1、传感器模块2、用户输入电路4、执行器电路7和显示电路6组成的多功能智能温度测控仪，它的特点是在整个系统中设置了中央处理器3和语音报时、报温、故障报警电路5；中央处理器3它包括：单片机U₁、与门U₁₄、石英晶体y₁、三极管Q_1、2、3、设置灯D₁、设置/取消定时灯D₂、报警灯D₃、电容C_7、8、电解电容C₁₈、开关K₁和电阻R_1～7；U₁的15脚接K₁、R₁的一端和C₁₈的负极，C₁₈的正极和K₁的另一端接电源，R₁的另一端接地，16、17、18脚分别接定时模块电路9中的U₁₀的7、6、5脚，19脚接传感器电路2中的U₁₂的2脚，20脚接执行器电路7中的R₁₄一端，U₁的24脚接用户输入电路4中的用户输入模块U₃的1、2脚和显示电路6中的显示模块U₄的1、2脚，25脚接U₃的8脚和与门U₁₄的1脚，26脚接U₃的3～6、10～13脚和K_2～9、R₈的一端，R₈的另一端接正5伏电源，27脚接语音报时、报温、故障报警电路5中的语音芯片U₂的25脚，28脚接与门U₁₄的2脚，34脚接C₈、y₂的一端，35脚接C₇和y₂的另一端，C₇、C₈的另一端相连接并接地，40、41、42脚分别接R₆、R₇、R₅的一端，它们的另一端分别接Q₂、Q₁、Q₃的基极，Q₁、Q₂、Q₃的发射极均接地，Q₁的集电极接D₁的一端，D₁的另一端接R₂一端，Q₂的集电极接D₂的一端，D₂的另一端接R₃的一端，Q₃的集电极接D₃一端，D₃的另一端接R₄一端，R₂、R₃、R₄的另一端均接电源，电路8的+5V电源和U₁的21脚，54～57脚接遥控装置1的U₁₁的4、3、2、1脚，62～66脚接U₂的1脚，7、9、10脚，23脚，24脚和27脚；与门U₁₄的3脚接显示电路6中的位移寄存器U₄～U₉的8脚。
语音报时、报温、故障报警电路5它包括：语音输入模块U₂、声音发生器U₁₅、电容C_9～14、电解电容C₁₅、C₁₆，电阻R_9～13和蜂鸣器SP；U₂的2～6、8、26脚相连接并接地，12、13脚相连接并接C₁₁一端和地，14、15接SP的两端，16脚接C₉、C₁₀一端和C₁₁的另一端，C₉、C₁₀的另一端接地，17脚接C₁₃一端，18脚接C₁₄的一端，19脚接R₁₅一端和C₁₅的正极，R10的另一端和C15负极相连接并接地，20脚接C₁₂一端，21脚接R₉一端，C₁₂、R₉另一端相连接；U₁₅的1脚接C₁₄另一端、R₁₃一端，R₁₃的另一端接地，2脚接C₁₃的另一端和R₁₂的一端，R₁₂的另一端接R₁₁一端和C₁₆的正极，C₁₆的负极接地，R₁₁的另一端接电源。
遥控装置1由遥控接收芯片U₁₁组成，与中央处理器3的连接关系前面已讲过。该装置的目的是为了实现更好的人机交换，方便用户使用，本实施例采用了PT2262/PT2272芯片。
传感器电路2由传感器U₁₂组成，U₁₂的1脚接地，3脚接电源。
用户输入电路4它包括：输入模块U₃、开关K₂～K₉和电阻R₈；U₃的9脚接电源，R₈的另一端接正5伏电压；该电路用户可根据自己的需求对温度进行调节、设定、查看和定时等。
显示电路6它包括：位移寄存器U₄～U₉、电阻R_20～27、R_28～35、R_36～43、R_44～51、R_52～59、R_60～67和数码管Dpy₁～Dpy₆；U₄～U₉的3～6、10～13脚分别接R_20～27、R_28～35、R_36～43、R_44～51、R_52～59和R_60～67的一端，上述电阻的另一端分别接Dpy₁～Dpy₆的1～8脚，U₄的13脚接U₅的1、2脚，U₅的13脚接U₆的1、2脚，U₆的13脚接U₇的1、2脚，U₇的13脚接U₈的1、2脚，U₈的13脚接U₉的1、2脚，U₄～U₉的9脚接电源；该电路显示内容为检测到的温度值、用户设定的温度、当前时间的定时所余时间。
执行器电路7它包括：光电耦合器U₁₆、三极管Q₅、双向晶闸管Q₄、电阻R_14～19、电容C₁₇和电磁阀X；U₁₆的1脚接地，2脚接R₁₄的另一端，3脚接R₁₅的一端，4脚接R₁₆的一端，5脚接Q₅的基极，发射极接R₁₈的一端，集电极接R₁₇的一端，R₁₅的另一端接Q₄的1脚、R₁₉一端和正电源的，R₁₆、R₁₇的另一端相连接并接电源，Q₄的3脚接R₁₈另一端，2脚接C₁₇、X一端，C₁₇的另一端接R₁₉的另一端，X的另一端接负电源；电磁阀X是用来控制暖气管路进水量的，由于它的开关特性不能进行连续的线性控制，因而只能通过控制电磁阀X的通断时间差来控制，在实现的过程中，采用双向晶闸管Q₄进行控制。
电源电路8它包括：稳压器U₁₃、整流桥J₁、电容C₄、C₅、电解电容C₃、C₆和变压器T₁；U₁₃的1脚接C₄的一端，C₃正极、J₁的2脚，2脚接C₄的另一端、C₃负极、J1的4脚、C₅一端、C₆负极和地，3脚接C₅另一端、C₆正极和正5伏电源，J₁的1、3脚接T₁的线圈两端。
本发明的思路是根据模糊逻辑及模糊控制的广泛应用性、对非线性系统所具有的自适应性和自学习的能力，发挥了模糊逻辑能够处理结构化知识产的优势及对信息的融合能力，解决温度控制中的变量耦合以及非线性时变等特性，从而达到本发明的测控仪工作性能的目的，由于该发明性价比高，经济实用，易于与其它设备组合装配，构成简易的计量、温控装置，因此具有广泛的市场前景。