专利名称：泳池自动恒温控制仪的制作方法
泳池自动恒温控制仪技术领域
本发明属于温度的测量领域，是一种检测、记录和控制水温的装置，更具体地说， 是一种泳池自动恒温控制仪。
背景技术：
目前，在一些温控系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调整电路，通过热电转换装置转换成能接收的模拟量，再经过采样/保持电路进行A/D转换，最终送入单片机及其相应的外围电路进行相应的操作，完成温度控制。但是由于传统的信号调整电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。实际应用中温度控制具有单向性、时滞性、大惯性、布线麻烦和时变性等缺点，不利于实现实时的、准确的泳池自动恒温控制。传统的泳池温度调节的方式是采用锅炉烧水，然后冷水、热水相互调和来达到预定的温度。这种方式需要修建锅炉房、购买锅炉、供水系统等一系列设备，工程造价高，设备复杂，恒温效果不好，污染环境。泳池自动恒温控制仪采用加热棒对池水加热的方式实现恒温控制，设备简单易实现，成本较低。由于是自动恒温实时控制，所以恒温效果比较好，采用电加热，不会对环境造成污染。发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种结构简单，操作简便，控制精度高，显示直观、准确，并可实现远程无线控制作业的泳池自动恒温控制仪。
本发明的目的是由以下技术方案来实现的一种泳池自动恒温控制仪，其特征是， 它包括泳池自动恒温控制仪执行电路与泳池自动恒温控制仪控制电路无线通信连接，所述的泳池自动恒温控制仪执行电路包括第一 ZigBee无线通信电路15、升温电路16、降温电路17和温度采集电路18，所述的第一 ZigBee无线通信电路15是泳池自动恒温控制仪执行电路的核心部分，与升温电路16，降温电路17和温度采集电路18相连；所述的泳池自动恒温控制仪控制电路包括第二 ZigBee无线通信电路22、IXD液晶显示电路19、键盘电路20 和声光报警电路21，所述的第二 ZigBee无线通信电路22是泳池自动恒温控制仪控制电路的核心部分，与IXD液晶显示电路19、键盘电路20和声光报警电路21相连。
所述的第一 ZigBee无线通信电路15包括型号CCM30芯片U1、型号SPXl 117稳压芯片U2。
所述的升温电路16包括继电器K1、加热棒、三极管Q1，三极管Ql与第一 ZigBee 无线通信电路15型号CCM30芯片Ul的9脚连接。
所述的降温电路17包括继电器K2、水泵、三极管Q2，三极管Q2与第一 ZigBee无线通信电路15型号CCM30芯片Ul的8脚连接。
所述的温度采集电路18包含型号DS18B20芯片U3，型号DS18B20芯片U3的2脚与第一 ZigBee无线通信电路15型号CCM30芯片Ul的11脚连接。
所述的第二 ZigBee无线通信电路22包括型号CCM30芯片U1、型号SPXl 117稳压芯片U2。
所述的LCD液晶显示电路19包含型号SED1335芯片J3，型号SED1335芯片J3的 4-16脚分别与第二 ZigBee无线通信电路22型号CC2430芯片Ul的8、9、14、13、11、12、15、16、17、2、1脚连接。
所述的键盘电路20包括按键S1-S6，按键S1-S6与第二 ZigBee无线通信电路22 型号CCM30芯片Ul的6、5、4脚连接。
所述的声光报警电路21包括蜂鸣器、电阻R22和发光二极管LED，电阻R22、发光二极管LED串联，电阻R22与第二 ZigBee无线通信电路22型号CCM30芯片Ul的3脚连接，蜂鸣器与型号CCM30芯片Ul的48脚连接。
本发明泳池自动恒温控制仪的优点体现在
1.采用型号CCM30芯片作为控制单元和传输单元实现对水温的采集和控制，简化了电路，降低了仪器成本；
2.温度采集电路的芯片DS18B20为数字式温度传感器，直接采集温度信号，实现电路简单，采集信号迅速，精度高；
3.采用电热棒加热和水泵注水的方式实现温度的控制，泳池自动恒温控制仪内部采用PID控制算法，使温度调节精度更高，误差不超过士0. 5°C。采用自动恒温控制，减少了人为干预，降低了人的工作量；
4.本采用短距离无线通信技术ZigBee技术进行无线传输，控制简单，减少了布线的麻烦，布局方便，减低的仪器的成本。
5.不仅操作简便、检测精度高，而且特别适用于现场作业及时发现泳池水温变化和对水温的控制。
图1是泳池自动恒温控制仪执行电路原理框图。
图2是泳池自动恒温控制仪控制电路原理框图。
图3是泳池自动恒温控制仪执行电路的第一 ZigBee无线通信电路15原理图。
图4是泳池自动恒温控制仪执行电路的升温电路16原理图。
图5是泳池自动恒温控制仪执行电路的降温电路17原理图。
图6是泳池自动恒温控制仪执行电路的温度采集电路18原理图。
图7是泳池自动恒温控制仪执行电路的IXD液晶显示电路19原理图。
图8是泳池自动恒温控制仪控制电路的键盘电路20原理图。
图9是泳池自动恒温控制仪控制电路的声光报警电路21原理图。
图10是泳池自动恒温控制仪控制电路的第二 ZigBee无线通信电路22原理图。
图11是泳池自动恒温控制仪结构示意图。
图中1.泳池自动恒温控制仪壳体，2. IXD液晶显示器，3.参数设置加“1”功能键， 4.参数设置减“1”功能键，5.升温功能键，6.降温功能键，7.确定功能键，8.清除功能键， 9.蜂鸣器，10.发光二极管，11.电源开关，15.第一 ZigBee无线通信电路，16.升温电路，17.降温电路，18.温度采集电路，19.IXD液晶显示电路，20.键盘电路，21.声光报警电路， 22.第二 ZigBee无线通信电路。
具体实施方式
下面利用附图和实施例对本发明作进一步说明。
参照图1、图3-图6，泳池自动恒温控制仪执行电路包括第一 ZigBee无线通信电路15、升温电路16、降温电路17和温度采集电路18。第一 ZigBee无线通信电路15包括型号CCM30芯片Ul的19脚和21脚与一个32M的晶振Yl相连，晶振Yl的两个脚分别与两个22pF的电容Cl和C2相连，电容Cl和C2的另一端与地相连。型号CCM30芯片Ul的 42脚与一个电容C3相连J6脚与一个电阻值为43K的电阻Rl相连，22脚和一个电阻值为 56K的电阻R2相连，电容C3、电阻Rl和R2的另一端均接地。型号CCM30芯片Ul的45脚、 46脚、10脚分别与插头J2的3脚、4脚、7脚相连，插头J2的1脚、3脚与一个47K的电阻 R3相连，电阻R3的另一端、插头J2的1脚与地相连，插头J2的2脚与3. 3V电源相连。型号CCM30芯片Ul的6脚与电阻Rll相连控制发光二极管D1，5脚与蜂鸣器相连。两个电阻R9、R10、电容C19、按键Sl连接组成复位电路与型号CCM30芯片Ul的10脚相连。插头 J1、开关S2、S3、电阻R7、稳压芯片U2、电容C24、C25、C4和C5组成电源电路。型号CC2430 芯片Ul的43脚、44脚与32. 768M的晶振Y2相连，24脚与220pF的电容C13相连并且输出 1.8V电压，25脚、27脚与IOpF的电容C12相连并输出1. 8V电压，沘脚、四脚、30脚、31脚与IOOpF电容Cll相连并输出1.8V电压，35脚、36脚、37脚、38脚、39脚和40脚与IOpF电容ClO相连并输出1. 8V电压。型号CCM30芯片Ul的；34脚、32脚与8. 2nH电感Ll相连， 33脚与22nH电感L2相连，电感Ll和L2与倒F天线相连，然后与1. 8nH的电感L3、5. 6pF 的电容C9、天线相连。型号CCM30芯片Ul的7脚、20脚、47脚与IOOnF的电容C6相连并且接3. 3V电压，23脚与220nF的电容C7相连接3. 3V电压，41脚与220nF的电容C8相连接3. 3V电压。温度采集电路18包括型号为DS18B20温度传感器U3的3脚与3. 3V电压相连，1脚与地相连，2脚与型号CCM30芯片Ul的11脚相连。升温电路16包括三极管Q1、继电器K1、与加热棒电连接，三极管Ql的P极与型号CCM30芯片Ul的9脚相连。降温电路 17包括三极管Q2、继电器K2与水泵相连，三极管Q2的P极与型号CCM30芯片Ul的8脚相连。
参照图2、图7-图10，所述的泳池自动恒温控制仪控制电路包括第二 ZigBee无线通信电路22、IXD液晶显示电路19、键盘电路20和声光报警电路21。第二 ZigBee无线通信电路22与第一 ZigBee无线通信电路15结构基本相同，第二 ZigBee无线通信电路22包括型号CCM30芯片Ul的19脚和21脚与一个32M的晶振Yl相连，晶振Yl的两个脚分别与两个22pF的电容Cl和C2相连，电容Cl和C2的另一端与地相连。型号CCM30芯片Ul的42 脚与一个电容C3相连，26脚与一个电阻值为41的电阻Rl相连，22脚与一个电阻值为56K 的电阻R2相连，电容C3、电阻Rl和R2的另一端都接地。型号CCM30芯片Ul的11脚、12 脚、15脚、16脚、17脚、18脚、2脚、1脚、10脚、13脚、14脚、9脚和8脚分别与IXD液晶显示电路19的型号SED1335芯片J3的16脚、15脚、14脚、13脚、12脚、11脚、10脚、9脚、8脚、 7脚、6脚、5脚、4脚相连，LCD液晶显示电路19型号SED1335芯片J3的18脚、1脚、2脚与 IOK的滑动变阻器RM相连。型号CCM30芯片Ul的45脚、46脚、10脚分别与插头J2的3 脚、4脚、7脚相连，插头J2的1脚、3脚与一个47K的电阻R3相连，电阻R3的另一端、插头 Jl的1脚与地相连，插头J2的2脚与3. 3V电源相连。型号CCM30芯片Ul的6脚、5脚、4脚控制键盘电路20的6个按键S1-S6。型号CCM30芯片Ul的3脚与电阻R22相连控制声光报警电路21的发光二极管LCD，型号CCM30芯片Ul的48脚与声光报警电路21的蜂鸣器相连。两个电阻R9、R10、电容C19、按键S7连接组成复位电路与型号CCM30芯片Ul 的10脚相连。插头J1、开关S8、S9、电阻R7、稳压芯片U2、电容C24、C25、C4和C5组成电源电路。型号CCM30芯片的43脚、44脚与32. 768M的晶振Y2相连，M脚与220pF的电容 C13相连并且输出1.8V电压，25脚、27脚与IOpF的电容C12相连并输出1. 8V电压，28脚、 29脚、30脚、31脚与IOOpF电容Cll相连并输出1. 8V电压，35脚、36脚、37脚、38脚、39脚和40脚与IOpF电容ClO相连并输出1. 8V电压。型号CCM30芯片的；34脚、32脚与8. 2nH 电感Ll相连，33脚与22nH电感L2相连，电感Ll和L2与倒F天线相连，然后与1. 8nH的电感L3、5. 6pF的电容C9、天线相连。型号CCM30芯片的7脚、20脚、47脚与IOOnF的电容C6相连并且接3. 3V电压，23脚与220nF的电容C7相连接3. 3V电压，41脚与220nF的电容C8相连接3. 3V电压。
参照图11，按下泳池自动恒温控制仪壳体1上的电源开关11，即第二 ZigBee无线通信电路22中的开关S8，系统上电后，首先观察IXD液晶显示器2，即IXD液晶显示电路 19的型号SED1335芯片J3中的各种参数值，通过加“ 1”功能键3，即键盘电路20中的按键 S2，和减“1”功能键4，即键盘电路20中的按键S3，进行预先设定，按下确定功能键7，即键盘电路20中的按键Si，泳池自动恒温控制仪最终要调整的温度就是目前设置的温度。如果目前的泳池水温温度低于设定的温度，则按下升温功能键5，即键盘电路20中的按键S4,泳池自动恒温控制仪开始执行升温工作。如果目前的泳池水温温度高于设定的温度，则按下降温功能键6，即键盘电路20中的按键S5，泳池自动恒温控制仪开始执行降温工作。当温度达到设定的温度时泳池自动恒温控制仪停止工作，进入监测阶段，根据温度传感器的值随时监测泳池内水温的变化。当泳池内的水温与设定的水温的偏差达到3°以上时，泳池自动恒温控制仪开始自动工作调节泳池内的水温，使其快速达到设定温度。当泳池自动恒温控制仪一旦工作失常，超过预先设定的保护范围时，通知启动报警进行提示，发光二极管 10，即声光报警电路21中的LED闪烁，蜂鸣器9，即声光报警电路21中的蜂鸣器报警。
权利要求
1.一种泳池自动恒温控制仪，其特征是它包括泳池自动恒温控制仪执行电路与泳池自动恒温控制仪控制电路无线通信连接，所述的泳池自动恒温控制仪执行电路包括第一 ZigBee无线通信电路(15)、升温电路(16)、降温电路(17)和温度采集电路(18)，所述的第一 ZigBee无线通信电路(1 是泳池自动恒温控制仪执行电路的核心部分，与升温电路 (16)，降温电路(17)和温度采集电路(18)相连；所述的泳池自动恒温控制仪控制电路包括第二 ZigBee无线通信电路0幻、IXD液晶显示电路(19)、键盘电路Q0)和声光报警电路 (21)，所述的第二 ZigBee无线通信电路0 是泳池自动恒温控制仪控制电路的核心部分， 与LCD液晶显示电路(19)、键盘电路00)和声光报警电路相连。
2.根据权利要求1所述的泳池自动恒温控制仪，其特征是所述的第一ZigBee无线通信电路(15)包括型号CC2430芯片(Ul)、型号SPXl 117稳压芯片(U2)。
3.根据权利要求1所述的泳池自动恒温控制仪，其特征是所述的升温电路(16)包括继电器(Kl)、加热棒、三极管(Ql)，三极管Oil)与第一 ZigBee无线通信电路(15)型号 CC2430芯片(Ul)的9脚连接。
4.根据权利要求1所述的泳池自动恒温控制仪，其特征是所述的降温电路(17)包括继电器(以)、水泵、三极管(Q2)，三极管与第一ZigBee无线通信电路(1 型号CCM30 芯片(Ul)的8脚连接。
5.根据权利要求1所述的泳池自动恒温控制仪，其特征是所述的温度采集电路(18) 包含型号DS18B20芯片(U3)，型号DS18B20芯片(U3)的2脚与第一 ZigBee无线通信电路 (15)型号CC2430芯片(Ul)的11脚连接。
6.根据权利要求1所述的泳池自动恒温控制仪，其特征是所述的第二ZigBee无线通信电路(22)包括型号CC2430芯片(Ul)、型号SPXl 117稳压芯片(U2)。
7.根据权利要求1所述的泳池自动恒温控制仪，其特征是所述的LCD液晶显示电路 (19)包含型号SED1335芯片(J3)，型号SED1335芯片(J3)的4-16脚分别与第二 ZigBee 无线通信电路(22)型号CCM30芯片(Ul)的8、9、14、13、11、12、15、16、17、2、1脚连接。
8.根据权利要求1所述的泳池自动恒温控制仪，其特征是所述的键盘电路OO)包括按键(S1-S6)，按键(S1-S6)与第二 ZigBee无线通信电路Q2)型号CCM30芯片(Ul)的 6、5、4脚连接。
9.根据权利要求1所述的泳池自动恒温控制仪，其特征是所述的声光报警电路包括蜂鸣器、电阻(R22)和发光二极管(LED)，电阻(R22)、发光二极管(LED)串联，电阻 (R22)与第二 ZigBee无线通信电路Q2)型号CCM30芯片(Ul)的3脚连接，蜂鸣器与型号 CC2430芯片(Ul)的48脚连接。
全文摘要
本发明是一种泳池自动恒温控制仪，其特点是包括泳池自动恒温控制仪执行电路与泳池自动恒温控制仪控制电路无线通信连接，泳池自动恒温控制仪执行电路包括第一ZigBee无线通信电路、升温电路、降温电路和温度采集电路，第一ZigBee无线通信电路是泳池自动恒温控制仪执行电路的核心部分，与升温电路，降温电路和温度采集电路相连；泳池自动恒温控制仪控制电路包括第二ZigBee无线通信电路、LCD液晶显示电路、键盘电路和声光报警电路，第二ZigBee无线通信电路是泳池自动恒温控制仪控制电路的核心部分，与LCD液晶显示电路、键盘电路和声光报警电路相连。能够快速准确地控制泳池水温达到预设的温度，并且使水温保持恒定。
文档编号G05D23/20GK102508505SQ201110340939
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者曲朝阳, 李建坡, 王青竹, 赵立权, 邬春明, 陈晓娟 申请人:东北电力大学