專利名稱：一種溫室熱水供暖自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種供熱控制裝置，特別是適用于溫室供熱的熱水供暖自動(dòng) 控制裝置。
背景技術(shù)：
目前溫室常用的供熱方式為熱風(fēng)釆暖、電熱釆暖、輻射釆暖和熱水釆暖。 熱風(fēng)釆暖系統(tǒng)利用對(duì)空氣加熱的原理，與熱水供暖相比，室內(nèi)溫度場(chǎng)不均勻，
且容易造成植物葉面結(jié)露；電熱釆暖利用電流通過(guò)電阻大的導(dǎo)體將電能轉(zhuǎn)變?yōu)?熱能進(jìn)行空氣或土壤加溫的加溫方式，但是由于耗電量大，只適用于育苗和實(shí) 驗(yàn)等溫室的空氣加熱；輻射釆暖利用釋放紅外線直接對(duì)溫室內(nèi)空氣、土壤和植 物進(jìn)行加熱，加溫原理是通過(guò)光能轉(zhuǎn)換為熱能使其表面溫度升高，進(jìn)而通過(guò)對(duì) 流和熱傳導(dǎo)將物體和周圍空氣溫度提高，但是設(shè)備要求高，對(duì)反射罩及其材料
特性要求高，并且對(duì)溫室側(cè)墻輻射損失大；熱水釆暖通過(guò)散熱器中的熱散熱使 溫室內(nèi)升溫，所以熱水供暖系統(tǒng)更適合大型溫室。然而傳統(tǒng)熱水釆暖的溫度控 制是通過(guò)讀取溫室內(nèi)懸掛溫度計(jì)的讀數(shù)，判斷溫度的高低，利用對(duì)鍋爐和閩門 的開關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度，人工投入較大。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種對(duì)溫室內(nèi)溫度進(jìn)行自動(dòng)控制的熱水供暖系統(tǒng)， 使用者可根據(jù)對(duì)溫室內(nèi)植物生長(zhǎng)所需要的溫度進(jìn)行預(yù)先設(shè)置，不同的植物預(yù)設(shè)不 同的溫度，本系統(tǒng)就可按預(yù)設(shè)程序進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到對(duì)溫室內(nèi)溫度控制的目的。
解決本實(shí)用新型的技術(shù)問(wèn)題所釆用的方案是控制器的單片機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線 分別與計(jì)算機(jī)、連接調(diào)節(jié)閥的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和溫度傳感器電連接，控制器中裝 有單片機(jī)、輸入鍵盤和顯示數(shù)碼管。
本實(shí)用新型的技術(shù)還包括在所述的控制器中單片機(jī)采用AT89S52,承擔(dān)程 序存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)釆集、數(shù)據(jù)處理、控制決策。溫度傳感器釆用DS18B20且設(shè)置的 數(shù)量為二個(gè)以上，將多點(diǎn)實(shí)測(cè)的溫度數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)AT89S52的I/0 口。單 片機(jī)通過(guò)TLC5615數(shù)模轉(zhuǎn)換單元連接電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥， 調(diào)節(jié)流過(guò)散熱器的熱水流量，從而調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度。單片機(jī)將溫度數(shù)據(jù)通過(guò) RS-232總線傳送到上位計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)溫度參數(shù)曲線顯示和進(jìn)行分析。本裝 置的控制器的單片機(jī)還連接有帶發(fā)光二極管和蜂鳴器的報(bào)警單元，當(dāng)檢測(cè)出的 溫度高于或低于設(shè)定范圍時(shí)，發(fā)光二極管會(huì)閃爍并伴隨蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。所述的調(diào)節(jié)閥為電動(dòng)三通調(diào)節(jié)閩，安裝在熱水管道上，可方便地調(diào)整流過(guò)散熱器的 熱水流量，從而調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度。
本自動(dòng)控制裝置電路中包括一個(gè)定制的鍵盤，鍵盤為3個(gè)鍵，其定義名稱
為 一個(gè)"設(shè)定鍵"， 一個(gè)"加數(shù)鍵"， 一個(gè)"減數(shù)鍵"。溫度超限值設(shè)定時(shí)，按
動(dòng)一次"設(shè)定鍵"，屏幕將顯示原來(lái)的設(shè)定上限值，表示目前在設(shè)置溫度的上限 值，這時(shí)候，可以通過(guò)"加數(shù)鍵"和"減數(shù)鍵"來(lái)修改屏幕的數(shù)字， 一下一下
地按動(dòng)按鍵，數(shù)字會(huì)隨之遞增(或遞減)，如果按住按鍵不放，達(dá)到3秒之后，屏 幕數(shù)字就會(huì)快速跑動(dòng)起來(lái)。設(shè)置好上限值后，再次按動(dòng)"設(shè)定鍵"，屏幕會(huì)顯 示出原來(lái)的下限值，表示現(xiàn)在設(shè)置溫度下限值，隨后，還是使用"加數(shù)鍵"或 "減數(shù)鍵"來(lái)修改屏幕的數(shù)字。當(dāng)溫度下限值設(shè)置完后，再次按動(dòng)"設(shè)定"鍵， 就會(huì)退出設(shè)置狀態(tài)而返回正常測(cè)控狀態(tài)，屏幕上將顯示出當(dāng)前實(shí)測(cè)的溫度。
當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，首先由鍵盤對(duì)目標(biāo)溫度進(jìn)行設(shè)置，數(shù)碼管顯示單元，用于 溫度范圍設(shè)置時(shí)的溫度顯示，以便人機(jī)交互，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行工作時(shí)，數(shù)碼管可以 顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)釆集的溫度信息。數(shù)字式溫度傳感器D1、 D2、 D3將三點(diǎn)實(shí)測(cè)的 溫度數(shù)據(jù)傳送到AT89S52的I/O 口 ； CPU通過(guò)定時(shí)器對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)釆集， 并將實(shí)測(cè)的溫度數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)置的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較根據(jù)比較的結(jié)果來(lái)決定電 動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作方向和動(dòng)作時(shí)間，當(dāng)檢測(cè)出的溫度高于或低于設(shè)定范圍時(shí)， 發(fā)光二極管閃爍并伴隨蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警，調(diào)節(jié)閥熱水量減少或增大，回流水量 增大或減小，當(dāng)檢測(cè)出的溫度在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)節(jié)閥水量不變。調(diào)節(jié)流過(guò)散 熱器的熱水流量，從而調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度。
本實(shí)用新型的有益效果是室內(nèi)溫度場(chǎng)均勻，能耗低，適合大型溫室使用， 可按預(yù)設(shè)程序進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到對(duì)溫室內(nèi)溫度控制的目的，減少人工投入。以下結(jié)合附圖和具體的程序流程對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖l是本實(shí)用新型的控制線路圖2是本實(shí)用新型的程序流程圖3是本實(shí)用新型溫室供暖控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖4是本實(shí)用新型的供熱控制器結(jié)構(gòu)示意圖5是本實(shí)用新型的供熱控制器外觀示意圖。
圖中各標(biāo)號(hào)依次表示單片機(jī)l、鍵盤2、顯示數(shù)碼管3、報(bào)警單元4、溫 度傳感器5、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6、數(shù)碼管顯示7、發(fā)光二極管8，數(shù)據(jù)線9、數(shù)據(jù)線 10、按鍵ll、 12、 13、數(shù)據(jù)線14、熱水鍋爐15、水泵16、回水管17、進(jìn)水管 18、計(jì)算機(jī)19、控制器20、調(diào)節(jié)閥21、散熱器22。
具體實(shí)施方式


圖1所示該電路中包括三個(gè)數(shù)字式溫度傳感器D1、 D2、 D3。其SDATA端
4與單片機(jī)(CPU)的P2.0 口相連，VCC端接電源，GND端接地。
該電路包括一個(gè)顯示數(shù)碼管3組成的顯示單元，其各字段位置控制端口與 單片機(jī)l的PO端口相連。
該電路包括一個(gè)定制的鍵盤2，鍵盤2設(shè)有三個(gè)按鍵11、 12、 13，各端口 分別與單片機(jī)1的Pl.O、 Pl.l、 PL2口相連
該電路包括一個(gè)TLC5615數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，其DIN、 CLK、 CS、分別接單片 機(jī)1的P1.7、 P1.6、 P1.5口， DOUT端接輸出數(shù)據(jù)線至電動(dòng)調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
該電路包括一個(gè)由發(fā)光二極管8、蜂鳴器組成的發(fā)聲報(bào)警單元4，其一端接 單片機(jī)l的P2.1,另一端接VCC。
圖2所示的程序流程圖包括讀預(yù)設(shè)溫度范圍參數(shù)、讀溫度傳感器數(shù)據(jù)、比 較溫度，當(dāng)實(shí)測(cè)溫度超出預(yù)設(shè)溫度范圍時(shí)，輸出控制信號(hào)改變進(jìn)水管內(nèi)冷、熱 水流量。
圖3是溫室供暖控制系統(tǒng)圖，本發(fā)明的控制器20直接控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥21， 調(diào)節(jié)閥21直接控制回水管17和進(jìn)水管18的冷、熱水流量。單片機(jī)1通過(guò) RS232通信形式將數(shù)據(jù)信息傳送到計(jì)算機(jī)19,計(jì)算機(jī)19對(duì)溫度參數(shù)曲線顯示 和進(jìn)行分析。
圖4是溫室供熱控制器工作原理圖，單片機(jī)l,承擔(dān)程序存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)采集、 數(shù)據(jù)處理、控制決策，由鍵盤2對(duì)目標(biāo)溫度進(jìn)行設(shè)置，溫度傳感器5將實(shí)測(cè)的 溫度數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)1，并在顯示數(shù)碼管3中顯示，發(fā)光、發(fā)聲報(bào)警單元4 與單片機(jī)1的I/O 口相連，如實(shí)測(cè)溫度不在預(yù)設(shè)的參數(shù)范圍內(nèi)，發(fā)光二極管8 會(huì)閃爍并伴隨蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。調(diào)節(jié)閥的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6與TLC5615的DOUT 端相連。
圖5是溫室供熱控制器外型圖，數(shù)碼管顯示7，越限報(bào)警二極管8，輸出數(shù) 據(jù)線9連接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥21,采集數(shù)據(jù)線10連接溫度傳感器5 (DS18B20)的 SDATA端，按鍵ll為"減數(shù)鍵"，按鍵12為"加數(shù)鍵"，按鍵13為"設(shè)定鍵"， 通信數(shù)據(jù)線14與上位計(jì)算機(jī)19的串口相連。
權(quán)利要求1、一種溫室熱水供暖自動(dòng)控制裝置，其特征是控制器的單片機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與計(jì)算機(jī)、連接調(diào)節(jié)閥的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和溫度傳感器電連接，控制器中裝有單片機(jī)、輸入鍵盤和顯示數(shù)碼管。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的溫室熱水供暖自動(dòng)控制裝置，其特征是控制器 的單片機(jī)釆用AT89S52,溫度傳感器釆用DS18B20且設(shè)置的數(shù)量為二個(gè)以上， 單片機(jī)通過(guò)TLC5615數(shù)模轉(zhuǎn)換單元連接電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，單片機(jī)將溫度數(shù)據(jù)通過(guò) RS-232總線傳送到上位計(jì)算機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫室熱水供暖自動(dòng)控制裝置，其特征是控制器的單片機(jī)連接有帶發(fā)光二極管和蜂鳴器的報(bào)警單元。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫室熱水供暖自動(dòng)控制裝置，其特征是安裝在 熱水管道上的調(diào)節(jié)閥為電動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥。
專利摘要溫室熱水供暖自動(dòng)控制裝置。本實(shí)用新型是一種適用于溫室供熱的熱水供暖自動(dòng)控制裝置。本控制系統(tǒng)控制器的單片機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與計(jì)算機(jī)、連接調(diào)節(jié)閥的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和溫度傳感器電連接，控制器中裝有單片機(jī)、輸入鍵盤和顯示數(shù)碼管。溫度傳感器測(cè)量溫室內(nèi)的實(shí)際溫度，單片機(jī)進(jìn)行定時(shí)采集數(shù)據(jù)、程序存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)，由鍵盤輸入設(shè)置信息，同時(shí)把數(shù)據(jù)傳輸并儲(chǔ)存到上位計(jì)算機(jī)中，專用的數(shù)碼管顯示單元顯示出預(yù)設(shè)和實(shí)測(cè)的溫度，最后單片機(jī)對(duì)參數(shù)進(jìn)行比較，從而決定電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作方向和動(dòng)作時(shí)間，達(dá)到調(diào)節(jié)散熱管道內(nèi)熱水的流量，自動(dòng)地調(diào)節(jié)溫室內(nèi)溫度。
文檔編號(hào)F24D19/10GK201327121SQ200820199879
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者杰 李, 羅小林, 聰 閆 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)