[發明專利]一種智能水溫控制裝置與方法

在審

• 申請號: 201410638374.6
• 申請日: 2014-11-13
• 公開（公告）號: CN104331104A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 王緩緩;邵開麗;胡愛娜;武海艷;宮娜娜;吳東洋;張旭
• 申請（專利權）人: 黃河科技學院
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種智能水溫控制裝置與方法。

背景技術

溫度控制無論是在工業生產過程中，還是在日常生活中都起著非常重要的作用，過低的溫度或過高的溫度都會使水資源失去應有的作用，從而造成水資源的巨大浪費。特別是在當前全球水資源極度缺乏的情況下，我們更應該掌握好對水溫的控制，把身邊的水資源好好地利用起來。采用單片機來對水溫進行控制，不僅具有控制方便、組態簡單、靈活性高、成本低廉等優點，還可以大幅度提高被控溫度的技術指標。

目前，水溫控制被廣泛應用于食品、醫藥、化工、家電等領域，水溫控制系統性能的好壞直接影響產品的品質，因此，研究水溫控制技術具有十分重要的意義。但在現有的智能水溫控制系統中，當實際水溫和期望的水溫不一致時，有些文獻中是單一調節其中的熱水或冷水管來使水溫升高或降低，使水溫達到期望值的時間較長，不經濟；也有少量文獻中是通過比較復雜的算法模型來實現水溫的調節，由于很多不確定因素的影響，水溫控制系統的精確模型很難建立起來，即便能建立起相應的精確模型，也會使編程的復雜度大大提高。基于此，本系統提出了一種基于單片機的智能水溫調節系統，同時調節冷、熱兩個水管的流量，且無需建立精確的數學模型，但在水流量、冷水溫度等因素發生波動的情況下，仍可以使出水溫度快速地達到用戶所要求的溫度并保持恒溫。

發明內容

本發明的目的在于，解決由于人工調節導致水壓波動、水溫變化或出水量改變等引起的水溫忽冷忽燙的難題，提供一種智能水溫控制裝置與方法。

一種智能水溫控制裝置，包括單片機、與單片機連接用于報警的報警模塊、與單片機連接用于顯示水溫的顯示模塊、與單片機連接用于設置水溫的輸入模塊、與單片機連接用于記憶上次斷電現場的記憶模塊、與單片機連接用于控制冷熱水比例的控制模塊、與控制模塊連接用于為控制模塊供電的電源模塊、與單片機連接用于檢測水溫的測溫模塊。

進一步，所述單片機模塊采用AT89C52，根據傳感器采集到的溫度并結合設定的溫度給驅動模塊發送相應的控制指令。

進一步，所述測溫模塊主要采用DS18B20數字溫度傳感器，該溫度傳感器裝在出水口處，來實時檢測熱水和冷水混合后的溫度。

進一步，所述輸入模塊采用獨立的按鍵來方便地設置所需的水溫。

進一步，所述記憶模塊主要采用AT24C02，用來記憶上次工作結束斷電時的閥門位置，以便再次工作通電時能在此基礎上調節閥門，避免失調。

進一步，所述控制模塊主要包括步進電機、步進電機驅動器、閥門，目的根據所設定的溫度與當前冷熱水混合后溫度的比較結果，來控制步進電機帶動水流閥門旋轉從而使水溫達到設置的溫度并保持，其中步進電機驅動器采用的是DQ420MA。

進一步，所述報警模塊主要使用蜂鳴器，目的是當混合水溫超出50℃安全值時報警，以防止該裝置在某些應用場合中使用時產生燙傷現象。

進一步，所述顯示模塊主要采用LCD1602，目的是實時顯示當前水溫和設置的水溫。

進一步，所述電源模塊采用24V直流穩壓電源，主要負責給步進電機驅動器供電。

一種智能水溫控制方法，其特征在于，該發明方法包含以下步驟：

步驟一：首先通過按鍵模塊設置所需水溫；

步驟二：然后打開冷熱水的閥門進行放水；

步驟三：安裝在出水口處的溫度傳感器感測混合后的水溫并通過測溫電路傳送給單片機；

步驟四：單片機將設定的溫度與檢測到的實際水溫進行比較，并根據比較結果來控制步進電機進行相應的旋轉，來帶動冷熱水閥門進行相應的轉動，同時顯示器會實時動態地顯示當前測得的水溫；

步驟五：當溫度傳感器感測到的水溫與所設定的水溫保持一致時，則停止步進電機的旋轉并記錄其當前的位置；

步驟六：若檢測到的實際水溫超過50度，則啟動蜂鳴報警器進行報警，以防止發生水溫過高而導致的燙傷現象。

效果匯總

本發明提出了一種基于單片機的智能水溫調節系統，同時調節冷、熱兩個水管的流量，且無需建立精確的數學模型，但在水流量、冷水溫度、燃氣壓力等因素發生波動的情況下，仍可以使出水溫度快速地達到用戶所要求的溫度并保持恒溫。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的一種智能水溫控制裝置結構圖；

圖2是本發明實施例提供的一種智能水溫控制方法流程圖；

圖3是本發明實施例提供的DQ420MA步進電機驅動器引腳圖；