CN103968965A - 一种温度上下限报警器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度上下限报警器，包括：温度检测模块，用以检测环境温度；加热模块，用以提升环境温度；冷却模块，用以降低环境温度；主控模块，连接温度检测模块、加热模块以及冷却模块，用以在检测到环境温度低于一阈值范围的状态下启动加热模块进行加热，以及在检测到环境温度高于阈值范围的状态下启动冷却模块进行冷却；报警模块，连接主控模块，用以在检测到的温度低于或高于阈值范围时发出报警信号；按键模块，连接主控模块，用以调节阈值范围。

Description

一种温度上下限报警器

技术领域

本发明涉及环境监测报警设备技术领域，特别涉及一种温度上下限可控的报警器。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，带动社会生产的发展，自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。

国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。

我国对于温度控制技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度控制技术的基础上，掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。温度控制设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。

温度控制无论是在工业生产中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使资源失去应有的作用，从而造成资源的巨大浪费。因此，温度控制需要保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对温度进监测、显示、控制，使之达到工艺标准，满足需要。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种温度上下限报警器。本发明通过以下技术方案实现：

一种温度上下限报警器，包括：

温度检测模块，用以检测环境温度；

加热模块，用以提升环境温度；

冷却模块，用以降低环境温度；

主控模块，连接温度检测模块、加热模块以及冷却模块，用以在检测到环境温度低于一阈值范围的状态下启动加热模块进行加热，以及在检测到环境温度高于阈值范围的状态下启动冷却模块进行冷却；

报警模块，连接主控模块，用以在检测到的温度低于或高于阈值范围时发出报警信号；

按键模块，连接主控模块，用以调节阈值范围。

较佳的，加热模块包括与冷却模块分别包括：三极管、继电器，继电器连接三极管，通过三极管控制继电器闭合或断开。

较佳的，主控模块包括单片机，以及与单片机连接的时钟电路、复位电路。

较佳的，时钟电路包括12MHz的晶振。

较佳的，报警模块包括：三极管以及蜂鸣器，三极管连接蜂鸣器，用以放大电流。

较佳的，还包括一显示模块，连接主控模块，用以显示环境温度。

本发明在对温度进行检测的同时，可以对其阈值的上下限进行调整，并维持温度在阈值范围内。本发明体积小，使用方便，适用于各种空间设备数字测温和控制领域。

附图说明

图1所示的是本发明的结构示意图；

图2所示的是本发明的主控模块的电路图；

图3所示的是本发明的显示模块与主控模块的电路图；

图4所示的是本发明的按键模块的电路图；

图5所示的是本发明的报警模块的电路图；

图6所示的是本发明的加热模块或冷却模块的电路图。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。

如图1所示，本发明提供的一种温度上下限报警器包括：温度检测模块1，加热模块5，冷却模块4，主控模块2，报警模块6，按键模块3，显示模块7。系统采用DS18B20对温度进行检测，并且能在LCD1602上实时显示温度。用户可以通过按键设置上限和下限温度，当温度超过上限温度时，系统通过冷却模块4导通工作，当温度低于下限温度时，系统通过加热模块5工作，使温度维持在上限和下限之间。

如图2所示，主控模块在整个系统中起着统筹的作用，需要检测按键模块3，温度检测模块1等各种参数，同时驱动显示模块7显示相关参数，在这里我们选用了51系列单片机中的STC89C51单片机作为系统的主控芯片。

STC89C51有40个引脚，4个8位并行I/O口，1个全双工异步串行口，同时内含5个中断源，2个优先级，2个16位定时/计数器。STC89C52的存储器系统由4K的程序存储器(掩膜ROM)，和128B的数据存储器(RAM)组成。时钟电路选用了12MHZ的晶振提供时钟，作用为给单片机提供一个时间基准，其中执行一条基本指令需要的时间为一个机器周期，单片机的复位电路，按下复位按键之后可以使单片机进入刚上电的起始状态。图中10K排阻为P0口的上拉电阻，由于P0口跟其他IO结构不一样为漏极开路的结构，因此要加上拉电阻才能正常使用。

如图3所示，显示模块采用LCD1602，用STC89C52的P0口作为数据线，用P1.2、P1.1、P1.0分别作为LCD的EN、R/W、RS。其中EN是下降沿触发的片选信号，R/W是读写信号，RS是寄存器选择信号本模块设计要点如下：显示模块初始化：首先清屏，再设置接口数据位为8位，显示行数为1行，字型为5×7点阵，然后设置为整体显示，取消光标和字体闪烁,最后设置为正向增量方式且不移位。向LCD的显示缓冲区中送字符，程序中采用2个字符数组，一个显示字符，另一个显示电压数据，要显示的字符或数据被送到相应的数组中，完成后再统一显示.首先取一个要显示的字符或数据送到LCD的显示缓冲区，程序延时2.5ms，判断是否够显示的个数，不够则地址加一取下一个要显示的字符或数据。

如图4所示，按键模块使用的是多位独立按键，按键一端接IO口，一端接地，由于单片机的IO口都有内部上拉，因此当按键没有按下的时候，IO检测到的时候高电平，当按键按下的时候，相当于IO短接地，因此这时候单片机检测到的电平为低电平，通过检测不同时刻的IO口状态就可以判断按下的是那个按键。4个按键分别代表以下功能，按键S2功能按键，可以切换不同参数设置界面，按键S3为切换按键，可以切换上限或下限温度的设置，按键S4为温度阈值增加按键，按键S5为温度阈值减少按键。

如图5所示，当温度超过上下限温度的时候，单片机会驱动蜂鸣器发声。由于蜂鸣器的工作电流一般比较大，以致于单片机的I/O口是无法直接驱动的，所以要利用三极管开关电路来驱动。本处选用的是8550三极管，它是一个PNP型的三极管，当基极给低电平的时候三极管导通，这时候蜂鸣器发声，当给高电平的时候，三极管关闭，蜂鸣器不发声。

如图6所示，P3为加热模块或者冷却模块，利用继电器控制外部电器来进行加热和冷却操作。继电器通过三极管开关电路来控制，开关电路的控制端连接三极管开关电路的通断。当单片机给低电平的时候，继电器导通（即用电器工作）。

本发明能实现以下几种功能：

（1）键盘扫描，通过单片机检测用户按下的是功能按键并执行相应的功能。

（2）通过液晶显示模块实时显示当前的温度。

（3）用户可以设置上限和下限温度，当高于上限温度时单片机通过控制继电器使冷却模块工作，当低于下限温度时单片机通过继电器使加热模块工作，直至环境温度达到所需的温度范围。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种温度上下限报警器，其特征在于，包括：

温度检测模块，用以检测环境温度；

加热模块，用以提升环境温度；

冷却模块，用以降低环境温度；

主控模块，连接所述温度检测模块、所述加热模块以及所述冷却模块，用以在检测到所述环境温度低于一阈值范围的状态下启动所述加热模块进行加热，以及在检测到所述环境温度高于所述阈值范围的状态下启动所述冷却模块进行冷却；

报警模块，连接所述主控模块，用以在检测到的温度低于或高于所述阈值范围时发出报警信号；

按键模块，连接所述主控模块，用以调节所述阈值范围。

2.根据权利要求1所述的温度上下限报警器，其特征在于，所述加热模块包括与所述冷却模块分别包括：三极管、继电器，所述继电器连接所述三极管，通过所述三极管控制所述继电器闭合或断开。

3.根据权利要求1所述的温度上下限报警器，其特征在于，所述主控模块包括单片机，以及与所述单片机连接的时钟电路、复位电路。

4.根据权利要求3所述的温度上下限报警器，其特征在于，所述时钟电路包括12MHz的晶振。

5.根据权利要求1所述的温度上下限报警器，其特征在于，所述报警模块包括：三极管以及蜂鸣器，所述三极管连接所述蜂鸣器，用以放大电流。

6.根据权利要求1所述的温度上下限报警器，其特征在于，还包括一显示模块，连接所述主控模块，用以显示环境温度。