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一种基于单片机的宠物箱温度控制系统的制作方法

萌宠菠菠乐园
2024-09-25 09:38

本实用新型涉及温度控制系统，特别涉及一种基于单片机的宠物箱温度控制系统。

背景技术：

随着经济水平的不断提高，人民生活质量也在不断上涨，渐渐精神追求成了人们生活的一大重要目标，养一些自己喜爱的小宠物成了许多人的兴趣爱好，对于某些对生活环境及温度要求比较高的宠物，喜爱它们的主人想让其生活在一个舒适的环境里，那么宠物箱内的温度控制显得尤其重要。

我们日常的生活、生产中经常会涉及到很多温度控制的问题，温度控制不仅直接影响到许多实验研究结果和产品质量，还对宠物箱内的宠物身体状态和健康起着直接影响作用；

现有技术采用普通开关控制电热管加热，加热管直接加热宠物的地毯，这种方式安全隐患较大，简单的电子控制难以满足当代恒温宠物箱的发展要求；宠物箱恒温控制器的主要任务就是保持宠物箱内温度保持在宠物的最适宜温度，以达到宠物可以生活在一个舒适的环境内的目的，现有技术的简单的温控不能满足需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于单片机的宠物箱温度控制系统，用于通过热风来提高温度，减少直接接触加热带来的风险。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于单片机的宠物箱温度控制系统，包括单片机、继电器ka1、继电器ka2、电源、温度传感器、温控装置，所述温度装置包括加热片和风扇，所述电源通过继电器ka1与加热片连接，所述电源通过继电器ka2与风扇连接，所述单片机的输入端与温度传感器连接，所述单片机的输出端分别连接继电器ka1、继电器ka2。

该系统还包括输入键盘、设定温度显示器、当前温度显示器，所述输入键盘与单片机的输入端连接，所述单片机的输出端分别连接设定温度显示器、当前温度显示器。

所述电源通过自锁开关与单片机连接。

该系统还包括加热片指示灯、风扇指示灯，所述加热片指示灯串接在电源和加热片之间的回路上，所述风扇指示灯串接在电源和风扇之间的回路上。

所述单片机与热释电红外传感器，所述热释电红外传感器用于检测宠物温度参数。

所述单片机与报警器连接。

所述单片机与电动阀连接，在宠物箱的箱体上设置通孔，所述电动阀设置在通孔内，用于控制箱体内外的气体流通。

所述单片机与氧气浓度传感器连接，所述氧气浓度传感器用于检测宠物箱内的氧气含量。

所述单片机与氧气发生装置连接，所述氧气发生装置设置在宠物箱内。

本实用新型的优点在于：通过控制继电器分别控制加热片和风扇的配合，采用热风方式加热，加热均匀，更加适合宠物；通过键盘输入设定温度，单片机根据采集的温度控制加热的进行从而快速实习那加热或者通过风扇促进空气流通降温；通过显示器显示当前和设定温度，方便用户查看；设置指示灯，分别指示加热片和风扇的状态信息。

附图说明

下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型的温控系统原理图；

图2为本实用新型温控系统的电路原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，一种基于单片机的宠物箱温度控制系统，包括单片机、继电器ka1、继电器ka2、电源、温度传感器、温控装置，温度装置包括加热片和风扇，电源通过继电器ka1与加热片连接，电源通过继电器ka2与风扇连接，单片机的输入端与温度传感器连接，所述单片机的输出端分别连接继电器ka1、继电器ka2。电源通过继电器ka1为加热片供电、电源通过继电器ka2为风扇供电，单片机通过分别控制继电器ka1和ka2的共组来控制加热或通风。风扇和加热器在设置时加热片设置在风扇的前端，这样风扇产生的风通过加热片加热后产生热风对整个宠物箱内部进行均匀加热，减少加热不均匀对于宠物的影响。单片机根据预设的温度数据以及温度传感器采集的宠物箱内的温度数据进行比较，判断是否开启加热片及风扇工作。

当根据采集的温度以及设定温度比较，温度小于设定，此时两个继电器均闭合，线圈通电，控制电源分别为加热片和风扇供电，从而使得热风为宠物箱加热；当温度大于设定时，通过控制继电器ka2闭合，ka1关闭，此时加热片不工作，风扇的风使得气体流动，给宠物箱增加气体流动，通过风扇来给宠物降温。

优选的，系统还包括输入键盘、显示器，显示器包括设定温度显示器、当前温度显示器，输入键盘与单片机的输入端连接，单片机的输出端分别连接设定温度显示器、当前温度显示器。通过输入键盘设定当前的设定的温度数据，通过显示器分别显示当前温度数据以及设定的温度数据。

电源通过自锁开关与单片机连接，用于通过自锁开关控制电源为单片机供电，从而控制单片机的启动，控制整个温控系统的工作。

为了方便查看此时风扇以及加热的状态，采用加热片指示灯、风扇指示灯，加热片指示灯串接在电源和加热片之间的回路上，风扇指示灯串接在电源和风扇之间的回路上。加热片指示灯也就是当电源为加热片供电时，其相对应的回路上通电，指示灯随之通电发光；风扇指示灯工作原理类似，也是风扇工作时，串接在电源和风扇之间的指示灯通电发光。

单片机与热释电红外传感器，热释电红外传感器用于检测宠物温度参数。通过热释电红外传感器采集宠物的温度，对宠物状态进行监控，为了减少加热片的干扰，热释电红外传感器的设置位置避免和加热片方向一致，减少加热片对于整体红外传感器的影响。

单片机与报警器连接，用于发出各种报警，如红外传感器的温度数据与设定范围不一致发出报警；当宠物箱温度持续达不到设定温度时，发出报警；当氧气浓度小时发出报警等。

宠物箱一般为密闭箱体时，在箱体上设置通风口，通风口设置电动阀门，用于控制通风口的打开和关闭，单片机与电动阀连接，单片机通过控制电动阀门的开启闭合实现控制箱体内外的气体流通。

单片机与氧气浓度传感器连接，氧气浓度传感器用于检测宠物箱内的氧气含量。单片机与氧气发生装置连接，氧气发生装置设置在宠物箱内。由于宠物箱为一般为密闭的小空间，可能造成缺氧，此时及时打开通风口，同时通过微型氧气发生器产生氧气来缓解。

如图2所示，为具体实现电路图，采用at89s52单片机，该单片机是一种低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系统可编程flash存储器；单片机外围包括最小系统电路如晶振、复位等；采用温度传感器为dallas公司的集成温度传感器ds18b20，测量温度范围为：-55℃～+125℃，内部带有12位a/d转换电路，测量精度为0.0625℃。而且，它具有“单总线”结构，易实现多点温度检测；

单片机引脚p2.6和p2.7分别连接继电器ka1和ka2，在控制器内程序使得这两个引脚得电后，线圈k_1或k_2通电，分别使得加热片和风扇启动，作为温度调节硬件设备，其具体电路如图2，其中加热、降温分别指加热片和风扇。

通过打开自锁开关使控制器连通电源启动温度控制系统，通电后，led1602显示屏进去开机界面，用于显示数据，选择4*4矩阵键盘的薄膜键盘上的按键来进入控制界面并开始写入预先设定温度(0～99℃之间)，单片机在确认过设定温度后开始检测传感器所处环境温度，根据温度比较值分别控制风扇和加热片的工作。为了进一步使得工作温度控制更加精确，采用pid温度控制，比较设定温度得到误差值e(k)，控制器作出判断该升温还是降温，通过继电器来控制控制温度设备的启动，线圈通电，指示灯亮，温控设备得电来进行温度控制；

pid温度控制属于现有程序，这里做简要说明，主程序调用pid计算及控制子程序，输入当前偏差值e(k)及第k-1次偏差值e(k-1),根据pid理想计算公式计算出第k次采样时刻控制器的输出值u(k),控制器根据u(k)来控制硬件设备，达到温度控制。

本实施例实现了宠物箱内环境温度的设置、室内温度显示、温度控制指示灯显示、报警灯显示等功能；对不可调节温度普通宠物箱加以改进，实现了宠物箱内温度的智能调节，是宠物主人可以根据实际情况对宠物箱内温度设定，即使在较低或者较高的环境温度下，也能够使宠物箱内的温度趋于预设温度，增强箱内宠物的舒适感，来达到宠物的居住需要。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于单片机的宠物箱温度控制系统，其特征在于：包括单片机、继电器ka1、继电器ka2、电源、温度传感器、温控装置，所述温度装置包括加热片和风扇，所述电源通过继电器ka1与加热片连接，所述电源通过继电器ka2与风扇连接，所述单片机的输入端与温度传感器连接，所述单片机的输出端分别连接继电器ka1、继电器ka2；所述加热片的设置在风扇前端，用于风扇吹出的风经过加热片后产生热风；

该系统还包括输入键盘、设定温度显示器、当前温度显示器，所述输入键盘与单片机的输入端连接，所述单片机的输出端分别连接设定温度显示器、当前温度显示器；

该系统还包括加热片指示灯、风扇指示灯，所述加热片指示灯串接在电源和加热片之间的回路上，所述风扇指示灯串接在电源和风扇之间的回路上；

所述单片机与电动阀连接，在宠物箱的箱体上设置通孔，所述电动阀设置在通孔内，用于控制箱体内外的气体流通；

所述单片机与氧气浓度传感器连接，所述氧气浓度传感器用于检测宠物箱内的氧气含量；

所述单片机与氧气发生装置连接，所述氧气发生装置设置在宠物箱内。

2.如权利要求1所述的一种基于单片机的宠物箱温度控制系统，其特征在于：所述电源通过自锁开关与单片机连接。

3.如权利要求1所述的一种基于单片机的宠物箱温度控制系统，其特征在于：所述单片机与热释电红外传感器，所述热释电红外传感器用于检测宠物温度参数。

4.如权利要求1所述的一种基于单片机的宠物箱温度控制系统，其特征在于：所述单片机与报警器连接。

技术总结
本实用新型公开了一种基于单片机的宠物箱温度控制系统，包括单片机、继电器KA1、继电器KA2、电源、温度传感器、温控装置，所述温度装置包括加热片和风扇，所述电源通过继电器KA1与加热片连接，所述电源通过继电器KA2与风扇连接，所述单片机的输入端与温度传感器连接，所述单片机的输出端分别连接继电器KA1、继电器KA2。本实用新型的优点在于：通过控制继电器分别控制加热片和风扇的配合，采用热风方式加热，加热均匀，更加适合宠物；通过键盘输入设定温度，单片机根据采集的温度控制加热的进行从而快速实习那加热或者通过风扇促进空气流通降温；通过显示器显示当前和设定温度，方便用户查看；设置指示灯，分别指示加热片和风扇的状态信息。

技术研发人员：江明;丁志鹏;王雪巍;曹仁俊;孙龙龙;任伟
受保护的技术使用者：安徽工程大学
技术研发日：2018.09.12
技术公布日：2019.11.15