一种智能厨宝及其控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种智能厨宝及其控制系统。智能厨宝控制系统包括单片机控制电路、温度监测电路、水位监测电路、按键电路；所述单片机控制电路分别与所述温度监测电路、水位监测电路、按键电路相连；所述按键电路用于根据外部输入向所述单片机控制电路发送按键调节信号，所述水位监测电路用于采集水箱中的水位监测信号传输给所述单片机控制电路，所述温度监测电路用于采集水温信号传输给所述单片机控制电路，所述单片机控制电路用于：根据所述按键调节信号确定目标温度范围和目标水位范围，根据所述水温信号和所述目标温度范围获得加热控制信号，根据所述水位监测信号和所述目标水位范围获得水位控制信号。
【专利说明】
-种智能厨宝及其控制系统
技术领域
[0001] 本实用新型设及智能家居技术领域，具体地，设及一种智能厨宝及其控制系统。
【背景技术】
[0002] 随着社会生活的改善，热水器作为生活用品也广泛应用与人们的生活中，而电热 水器由于具有使用安全环保方便等多种特点，收到了人们的普遍承认，广泛应用在人们的 日常生活中。厨宝是一种厨房使用的小型热水器，市售的厨宝在加热后自动断电，当需要大 量热水时无法及时供应，市面上现成的产品的动辄也要好几百，产品造价较高而且功能不 够完善。 【实用新型内容】
[0003] 针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种智能厨宝及其控制系统。
[0004] 根据本实用新型提供的一种智能厨宝控制系统，包括单片机控制电路、溫度监测 电路、水位监测电路、按键电路；
[0005] 所述单片机控制电路分别与所述溫度监测电路、水位监测电路、按键电路相连；
[0006] 所述按键电路用于根据外部输入向所述单片机控制电路发送按键调节信号，
[0007] 所述水位监测电路用于采集水箱中的水位监测信号传输给所述单片机控制电路， [000引所述溫度监测电路用于采集水溫信号传输给所述单片机控制电路，
[0009] 所述单片机控制电路用于：
[0010] 根据所述按键调节信号确定目标溫度范围和目标水位范围，根据所述水溫信号和 所述目标溫度范围获得加热控制信号，根据所述水位监测信号和所述目标水位范围获得水 位控制信号。
[0011] 作为一种优化方案，还包括水累开关控制电路、加热开关控制电路；
[0012] 所述水累开关控制电路、加热开关控制电路分别与所述单片机控制电路相连;所 述水累开关控制电路响应所述水位控制信号的控制，所述加热开关控制电路响应所述加热 控制信号的控制。
[0013] 作为一种优化方案，所述水累开关控制电路和加热开关控制电路分别都包括JDQ- D巧继电器忍片。
[0014] 作为一种优化方案，还包括遥控电路;所述遥控电路包括相互无线连接的主机信 号接收电路和遥控器信号发射电路，所述主机信号接收电路与所述单片机控制电路相连， 所述主机信号接收电路用于将自所述遥控器信号发射电路接收的无线遥控信号传输至所 述单片机控制电路；
[0015] 所述单片机控制电路还用于在未接收到所述按键调节信号的状态下根据所述无 线遥控信号确定目标溫度范围和目标水位范围。
[0016] 作为一种优化方案，所述主机信号接收电路包括1838T红外接收头；
[0017] 遥控器信号发射电路为红外线遥控器信号发射电路。
[0018] 作为一种优化方案，还包括液晶显示电路;所述液晶显示电路与所述单片机控制 电路相连，所述单片机控制电路还用于将所述目标溫度范围和/或目标水位范围通过所述 液晶显示电路进行显示。
[0019] 作为一种优化方案，还包括报警电路;所述报警电路与所述单片机控制电路相连，
[0020] 所述单片机控制电路还用于在根据所述水溫信号获得的当前水溫大于目标溫度 范围最大值的状态下通过所述报警电路进行提示，或根据所述水位监测信号获得的当前水 位超出目标水位范围的状态下通过所述报警电路进行提示。
[0021] 作为一种优化方案，所述单片机控制电路包括STC89C51单片机、STC89巧1单片机 外围电路;所述STC89C51单片机及STC89C51单片机外围电路构成STC89C51单片机最小系统 电路；
[0022] 所述按键电路包括若干个独立式按键，每个所述独立式按键的复位引脚与所述 STC89C51单片机的RST引脚相连，所述独立式按键的输出引脚分别与所述STC89C51单片机 的第14-17引脚中的任一引脚相连。
[0023] 作为一种优化方案，所述溫度监测电路包括DS18B20溫度传感器；
[0024] 所述水位监测电路包括水位传感器和LM393比较器忍片电路，所述水位传感器设 于水箱中且与所述LM393比较器忍片电路相连，所述LM393比较器忍片电路的输出端与所述 单片机控制电路相连。
[0025] 基于同一构思，本实用新型还提供了一种智能厨宝，包括所述的智能厨宝控制系 统。
[00%]与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
[0027] 本发明所设计的智能厨宝控制系统，不仅功能齐全，而且电路简单，制作成本低。
【附图说明】
[0028] 通过阅读参照W下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特 征、目的和优点将会变得更明显：
[0029] 图1为可选的一种智能厨宝控制系统结构框图；
[0030] 图2为可选的STC89C51单片机最小系统电路；
[0031 ]图3为可选的电源电路设计框图；
[0032] 图4为可选的独立式按键电路图；
[0033] 图5为可选的一种报警电路图；
[0034] 图6为可选的LM39化k较器忍片电路示意图；
[0035] 图7为可选的液晶显示电路与所述单片机控制电路引脚连接示意图；
[0036] 图8为可选的JDQ-D巧继电器忍片的接线图
【具体实施方式】
[0037] 下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。W下实施例将有助于本领域的 技术人员进一步理解本实用新型，但不W任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领 域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可W做出若干变形和改进。 运些都属于本实用新型的保护范围。
[0038] 本系统由硬件部分与软件部分构成，硬件部分由单片机最小系统配W按键、1602 液晶显示器、蜂鸣器W及水位水溫传感器构成。采用C语言编程可W完成加热时间的设定， 按键控制，水溫的控制W及红外控制的功能。为了让本智能厨宝系统拥有更加好的移植性， 四个独立按键通过单片机的Pl 口扫描查询，各自执行"设置"、V'确认"功能。除此之 外本智厨宝系统还使用了红外遥控的功能，提高了系统的操控性和安全性。
[0039] 系统开始运行，首先进入键盘扫描子系统扫描功能按键，如果没有检测到按键则 按照默认值继续运行，反之进行溫度范围设置。确认了要设置值后检测加减按键，进行溫度 范围调节。确认之后，按照设定值运行程序，由DS18B20溫度传感器来采集实时的水溫，当采 集到值经过转换后得出实时的水溫低于预设水溫下限时，开始加热；实时水溫高于预设水 溫上限时，停止加热。并可W预约加热，设定时间多少分钟(时间范围0-999 )，定时时间到达 自动开始加热。智能厨宝控制系统还可W通过改变两个水位传感器的位置检测水位的变 化，按照需要打开水累继电器来达到调整水量多少的目的。
[0040] 如图1所示的一种智能厨宝控制系统，包括单片机控制电路、溫度监测电路、水位 监测电路、按键电路；
[0041] 所述单片机控制电路分别与所述溫度监测电路、水位监测电路、按键电路相连；
[0042] 所述按键电路用于根据外部输入向所述单片机控制电路发送按键调节信号，
[0043] 所述水位监测电路用于采集水箱中的水位监测信号传输给所述单片机控制电路，
[0044] 所述溫度监测电路用于采集水溫信号传输给所述单片机控制电路，
[0045] 所述单片机控制电路用于：
[0046] 根据所述按键调节信号确定目标溫度范围和目标水位范围，根据所述水溫信号和 所述目标溫度范围获得加热控制信号，根据所述水位监测信号和所述目标水位范围获得水 位控制信号。
[0047] 所述的智能厨宝控制系统还包括水累开关控制电路、加热开关控制电路；
[0048] 所述水累开关控制电路、加热开关控制电路分别与所述单片机控制电路相连;所 述水累开关控制电路响应所述水位控制信号的控制，所述加热开关控制电路响应所述加热 控制信号的控制。
[0049] 所述水累开关控制电路和加热开关控制电路分别都包括JDQ-D巧继电器忍片。
[0050] 电磁继电器一般由铁忍、线圈、衔铁、触点黃片等组成的。只要在线圈两端加上一 定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用 下克服返回弹黃的拉力吸向铁忍，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线 圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹黃的反作用力返回原来的位置，使动触点 与原来的静触点（常闭触点）释放。运样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目 的。对于继电器的"常开、常闭"触点，可W运样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态 的静触点，称为"常开触点"；处于接通状态的静触点称为"常闭触点"。继电器一般有两股电 路，为低压控制电路和高压工作电路。
[0051] JDQ-D巧继电器忍片在本设计中有两个用途:作为进水累工作的开关和加热棒的 开关作用，单片机控制电路给出一个电信号经过=极管的放大给继电器内的线圈一个电流 达到开关控制的目的，图8为JDQ-D巧继电器忍片的接线图。
[0052] 所述的智能厨宝控制系统还包括遥控电路;所述遥控电路包括相互无线连接的主 机信号接收电路和遥控器信号发射电路，所述主机信号接收电路与所述单片机控制电路相 连，所述主机信号接收电路用于将自所述遥控器信号发射电路接收的无线遥控信号传输至 所述单片机控制电路；
[0053] 所述单片机控制电路还用于在未接收到所述按键调节信号的状态下根据所述无 线遥控信号确定目标溫度范围和目标水位范围。
[0054] 所述主机信号接收电路包括1838T红外接收头；
[0055] 遥控器信号发射电路为红外线遥控器信号发射电路。
[0056] 1838T红外接收头是一款非常适合用于室内的传感器，采用内外双屏蔽封装结构， 抗光、电磁干扰的能力极其的出色，宽角度及长距离都可W接收(22-25M)。由于它的通用性 及极高的性价比被广泛应用于电视、机顶盒、空调、电风扇、灯具等家用电器。表2-1为1838T 的极限参数。
[0化7] 表2-1 1838T的极限参数 [0化引
[0059] 红外线遥控器信号发射电路是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外 线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点其它小型电器装置上也纷纷采用红 外线遥控。工业设备环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。
[0060] 所述的智能厨宝控制系统还包括液晶显示电路;所述液晶显示电路与所述单片机 控制电路相连，所述单片机控制电路还用于将所述目标溫度范围和/或目标水位范围通过 所述液晶显示电路进行显示。所述液晶显示电路与所述单片机控制电路相连引脚参见图7。 [0061 ]在本实施例中，用LCD液晶屏来构成显示部分。LCD液晶显示器具有功耗低、寿命 长、无福射、不易引起视疲劳等优点，正在被广泛应用于仪表、家用电器、计算机、医疗仪器 及交通和通信领域。字符型液晶显示模块是一种专口用于显示字母、数字、符号等点阵式 LCD目前常用16*1 16*2 20巧和40巧行等的模块。是一种很常用的小型液晶显示模块在单 片机系统、嵌入式系统等的人机界面中得到了广泛的应用。
[0062] 160化邸液晶显示电路主要技术参数如下：
[0063] (1)显示容量:16 X 2个字符
[0064] (2)忍片工作电压:4.5-5.5V [00化](3)工作电流:2.0mA(5.0V)
[0066] (4)模块最佳工作电压:5. OV
[0067] (5)字符尺寸:2.95X4.35(WXH)mm
[0068] 引脚功能说明：
[0069] 160化C的夜晶显示电路采用标准的14脚(无背光）或16脚（带背光)接口，各引脚接 口说明如表2-2所示。
[0070] 表2-2引脚接口说明表
[0071]
[0072] 所述的智能厨宝控制系统还包括报警电路;所述报警电路与所述单片机控制电路 相连，
[0073] 所述单片机控制电路还用于在根据所述水溫信号获得的当前水溫大于目标溫度 范围最大值的状态下通过所述报警电路进行提示，或根据所述水位监测信号获得的当前水 位超出目标水位范围的状态下通过所述报警电路进行提示。
[0074] 本实施例中报警电路采用蜂鸣器。当溫度超过上限或是无水空烧该报警电路就会 通过蜂鸣器发出报警，提示水溫过高或者无水空烧需要注意安全。
[0075] 图5为报警电路，图中S极管9012的主要作用是驱动蜂鸣器的发声。单片机的IO 口 的输出不足W驱动蜂鸣器使之发出声响，所W采用=极管的放大驱动了电流，从而可W让 蜂鸣器发出声音。
[0076] 所述单片机控制电路包括STC89C51单片机、STC89巧1单片机外围电路；所述 STC89C51单片机及STC89C51单片机外围电路构成STC89C51单片机最小系统电路；
[0077] 所述按键电路包括若干个独立式按键，每个所述独立式按键的复位引脚与所述 STC89C51单片机的RST引脚相连，所述独立式按键的输出引脚分别与所述STC89C51单片机 的第14-17引脚中的任一引脚相连。
[0078] 本实施例中的按键电路采用独立式按键，是直接用I/O 口线构成的单个按键电路， 其特点是每个按键单独占用一根I/O 口线，每个按键的工作不会影响其它I/O 口线的状态。
[0079] 按键输入均采用低电平有效，此外，上拉电阻保证了按键断开时，I/O口线有确定 的高电平。当I/O 口线内部有上拉电阻时，外电路不可接上拉电阻。独立式按键的软件常采 用查询式结构。独立式按键如图4所示.
[0080] STC89C51单片机最小系统电路由STC89C51单片机及其外围电路组成，外围电路包 括时钟电路和复位电路两部分，是本系统的控制核屯、。图2所示为STC89C51单片机最小系统 电路。
[0081 ] 所述溫度监测电路包括DS18B20溫度传感器；
[0082] 所述水位监测电路包括水位传感器和LM393比较器忍片电路，所述水位传感器设 于水箱中且与所述LM393比较器忍片电路相连，所述LM393比较器忍片电路的输出端与所述 单片机控制电路相连。
[0083] 本实施例采用的是一款很简单，性价比很高的水位/液滴识别检测传感器-water sensor水位传感器。它通过许多条暴露在PCB面板外侧的平行的导线构成，当有水在其表面 时导线之间被短路时采集到的电压值被LM393比较器忍片电路获取再被单片机读取，根据 程序的设定采取相应的措施。
[0084] LM393比较器忍片电路是高增益，宽频带器件，像大多数比较器一样，如果输出端 到输入端有寄生电容而产生禪合，则很容易产生振荡。比较器的所有没有用的引脚必须接 地。LM393比较器忍片电路偏置网络确立了其静态电流与电源电压范围2.0~30V无关，通常 电源不需要加旁路电容。图6为LM39化k较器忍片电路示意图。
[0085] LM39化k较器忍片电路主要特点如下：
[0086] 工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源:2~36V，双电源：±1~± 18V;消耗电流小，Icc = O. 8mA;
[0087] 输入失调电压小，VIO= ±2mV;
[008引共模输入电压范围宽，Vic = O~Vcc-1.5V;
[0089] 输出与1'化，0化，]/?)5，〔105等兼容；
[0090] 输出可W用开路集电极连接"或"n;
[0091 ] 采用双列直插8脚塑料封装(DIP8)和微形的双列8脚塑料封装(S0P8)。
[0092] 本实用新型还公开了一种智能厨宝，包括上述任一所述的智能厨宝控制系统。
[0093] 为W上电路供电还应包含一个电源电路，电源电路可通过外部5V电源供给。如果 是220V的交流电化1 )，通过变换电路变为5V直流稳压电源化2)。一般由电源变压器、整流滤 波电路及稳压电路所组成，电源电路设计框图如图3.
[0094] W上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局 限于上述特定实施方式，本领域技术人员可W在权利要求的范围内做出各种变形或修改， 运并不影响本实用新型的实质内容。
【主权项】
1. 一种智能厨宝控制系统，其特征在于，包括单片机控制电路、温度监测电路、水位监 测电路、按键电路； 所述单片机控制电路分别与所述温度监测电路、水位监测电路、按键电路相连； 所述按键电路用于根据外部输入向所述单片机控制电路发送按键调节信号， 所述水位监测电路用于采集水箱中的水位监测信号传输给所述单片机控制电路， 所述温度监测电路用于采集水温信号传输给所述单片机控制电路， 所述单片机控制电路用于： 根据所述按键调节信号确定目标温度范围和目标水位范围，根据所述水温信号和所述 目标温度范围获得加热控制信号，根据所述水位监测信号和所述目标水位范围获得水位控 制信号。2. 根据权利要求1所述的一种智能厨宝控制系统，其特征在于，还包括水栗开关控制电 路、加热开关控制电路； 所述水栗开关控制电路、加热开关控制电路分别与所述单片机控制电路相连;所述水 栗开关控制电路响应所述水位控制信号的控制，所述加热开关控制电路响应所述加热控制 信号的控制。3. 根据权利要求2所述的一种智能厨宝控制系统，其特征在于，所述水栗开关控制电路 和加热开关控制电路分别都包括JDQ-DC5继电器芯片。4. 根据权利要求1所述的一种智能厨宝控制系统，其特征在于，还包括遥控电路;所述 遥控电路包括相互无线连接的主机信号接收电路和遥控器信号发射电路，所述主机信号接 收电路与所述单片机控制电路相连，所述主机信号接收电路用于将自所述遥控器信号发射 电路接收的无线遥控信号传输至所述单片机控制电路； 所述单片机控制电路还用于在未接收到所述按键调节信号的状态下根据所述无线遥 控信号确定目标温度范围和目标水位范围。5. 根据权利要求4所述的一种智能厨宝控制系统，其特征在于，所述主机信号接收电路 包括1838T红外接收头； 遥控器信号发射电路为红外线遥控器信号发射电路。6. 根据权利要求1或4所述的一种智能厨宝控制系统，其特征在于，还包括液晶显示电 路;所述液晶显示电路与所述单片机控制电路相连，所述单片机控制电路还用于将所述目 标温度范围和/或目标水位范围通过所述液晶显示电路进行显示。7. 根据权利要求1所述的一种智能厨宝控制系统，其特征在于，还包括报警电路;所述 报警电路与所述单片机控制电路相连， 所述单片机控制电路还用于在根据所述水温信号获得的当前水温大于目标温度范围 最大值的状态下通过所述报警电路进行提示，或根据所述水位监测信号获得的当前水位超 出目标水位范围的状态下通过所述报警电路进行提示。8. 根据权利要求1所述的一种智能厨宝控制系统，其特征在于，所述单片机控制电路包 括STC89C51单片机、STC89C51单片机外围电路;所述STC89C51单片机及STC89C51单片机外 围电路构成STC89C51单片机最小系统电路； 所述按键电路包括若干个独立式按键，每个所述独立式按键的复位引脚与所述 STC89C51单片机的RST引脚相连，所述独立式按键的输出引脚分别与所述STC89C51单片机 的第14-17引脚中的任一引脚相连。9. 根据权利要求1所述的一种智能厨宝控制系统，其特征在于，所述温度监测电路包括 DS18B20温度传感器； 所述水位监测电路包括水位传感器和LM393比较器芯片电路，所述水位传感器设于水 箱中且与所述LM393比较器芯片电路相连，所述LM393比较器芯片电路的输出端与所述单片 机控制电路相连。10. -种智能厨宝，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的智能厨宝控制系统。
【文档编号】G05D27/02GK205721461SQ201620650062
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】徐艳, 薛海伟
【申请人】苏州经贸职业技术学院