温度控制器及其温度控制方法
【专利摘要】温度控制器及其温度控制方法，涉及一种控制器，为了解决目前电供暖的温度控制装置存在控制精确度低且不节能的问题，它包括温度采集电路、单片机电路、键盘电路、加热电路和显示电路，单片机电路的加热控制信号输出端与加热电路的加热控制信号输入端连接，温度采集电路的温度采集信号输出端与单片机电路的温度采集信号输入端连接，键盘电路的键盘信号输出端与单片机电路的键盘信号输入端连接，单片机电路的显示信号输出端与显示电路的显示信号输入端连接。所述控制方法通过在单片机内电路内嵌入软件实现，用于控制实时监测的室内温度和地面温度达到设定值，并将输入的各种数据和监测的数据发送给上位机。它用于电供暖的控制系统。
【专利说明】温度控制器及其温度控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制器，特别涉及一种温度控制器及其温度控制方法。
【背景技术】
[0002]随着科技发展变革，住宿条件包含的科技含量愈来愈高。当今包括居民楼以及写字楼在内的很多楼宇，已经逐渐的摒弃了传统的水暖供暖装置，逐渐的传向了电热供暖方式，这种现状尤其在北方城市更显突出。电采暖在我国是2000年以后的新供暖方式，从电热膜、地热电缆的间接供暖到各种直接电热的电暖器产品几年来于供暖事业是相得益彰的补充作用。这种供暖方式相比水暖装置而言，环境污染减少，更有利于环境保护，同时资源更节约，利用效率更加高。
[0003]电供暖按照受热面积及均匀性可以做如下分类:
[0004]( I)点式供暖:以空调、电热扇、辐射板为代表；
[0005](2)线式供暖:以发热电缆为代表；
[0006](3)面式供暖:以电热膜为代表。电热膜，又可以进一步细分为:电热棚膜、电热墙膜和电热地膜等不同的电热膜品种。
[0007]而对上述电供暖的温度控制存在控制精确度低且不节能的问题。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是为了解决目前电供暖的温度控制装置存在控制精确度低且不节能的问题，本发明提供一种温度控制器及其温度控制方法。
[0009]本发明的温度控制器，它包括温度采集电路、单片机电路、键盘电路、加热电路和显示电路，
[0010]单片机电路的加热控制信号输出端与加热电路的加热控制信号输入端连接，
[0011]温度采集电路的温度采集信号输出端与单片机电路的温度采集信号输入端连接，
[0012]键盘电路的键盘信号输出端与单片机电路的键盘信号输入端连接，
[0013]单片机电路的显示信号输出端与显示电路的显示信号输入端连接。
[0014]温度控制器的温度控制方法，所述控制方法通过在单片机内电路内嵌入软件实现，所述控制方法包括如下步骤:
[0015]用于输入设定的室内温度、设定的地面温度、加热电路的加热功率和所处房间号的步骤；
[0016]用于接收温度采集电路实时检测的温度信号的步骤；
[0017]所述温度信号包括室内实时温度信号，地面实时温度信号和加热电路的电阻丝实时温度信号；
[0018]用于控制显示电路显示所述实时检测的温度信号的步骤；
[0019]用于当接收的室内实时温度大于设定的室内温度时，控制指示灯电路的指示灯闪烁和控制加热电路停止加热的步骤；[0020]用于当接收的室内实时温度小于设定的室内温度时，根据输入的加热电路的功率控制加热电路进行加热的步骤；
[0021]用于当接收的地面实时温度大于设定的地面温度时，控制指示灯电路的指示灯闪烁和控制加热电路停止加热的步骤；
[0022]用于当接收的地面实时温度小于设定的地面温度时，根据输入的加热电路的功率控制加热电路进行加热的步骤；
[0023]用于记录加热电路加热时间的步骤；
[0024]用于将输入的所处房间号、输入的加热电路的加热功率和记录的加热电路加热时间发送给上位机的步骤。
[0025]本发明的优点在于，本发明以单片机为核心进行开发的硬件电路设计，并嵌入软件以实现控制，显示，通信等基本功能。从而提高了本发明的控制精度，通过精确控制温度的而节约了电能，本发明的控制精度与现有的控制装置相比提高了 30%，且电能也节约了50%。本发明适用范围:既可以用于写字楼的楼宇电地热控制系统，也可以家庭电热控制系统之中。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明所述的温度控制器的原理示意图。
[0027]图2为本发明所述的本发明所述的温度控制器的电气连接的原理示意图。
【具体实施方式】
[0028]【具体实施方式】一:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的温度控制器，它包括温度采集电路3、单片机电路4、键盘电路5、加热电路6和显示电路7，
[0029]单片机电路4的加热控制信号输出端与加热电路6的加热控制信号输入端连接，
[0030]温度采集电路3的温度采集信号输出端与单片机电路4的温度采集信号输入端连接，
[0031]键盘电路5的键盘信号输出端与单片机电路4的键盘信号输入端连接，
[0032]单片机电路4的显示信号输出端与显示电路7的显示信号输入端连接。
[0033]电缆低温辐射供暖的系统的工作原理是发热电缆通电后，工作温度为400C -60°C，通过地面(或墙面、顶面)作为散热面，以少部分对流换热加热周围空气的同时，大部分的热量向四周的围护结构、物体、人体以辐射方式传递，围护结构、物体和人体吸收了辐射热后，其表面温度升高，从而达到提高并保持室温的目的。
[0034]本实施方式的显示电路由IXD驱动芯片HT1621B和IXD屏幕组成，实时显示更新当时的室内温度。
[0035]本实施方式通过铺设于地板内的温度探头使温度采集电路3采集温度信号，由房间单片机电路4控制温度，加热电路6进行加热，相当室内温度达到设定值后，本实施方式的单片机电路的使加热电路停止加热，当室内温度低于温控器设定值时温控器又开始启动。使加热电路开始加热，这样往复运行。
[0036]【具体实施方式】二:本实施方式是对【具体实施方式】一所述的温度控制器的进一步限定，它还包括指示灯电路8，单片机电路4的指示信号输出端与指示灯电路8的指示信号输入端连接。
[0037]【具体实施方式】三:本实施方式是对【具体实施方式】二所述的温度控制器的进一步限定，它还包括通信电路1，
[0038]单片机电路4的通信信号输出端与通信电路I的通信信号输入端连接。
[0039]通信电路I主要是由半双工的MAX485芯片组成，负责和上位机通信，具体来说，当上位机传达命令时，温度控制器检测命令并作出相应的回复。
[0040]【具体实施方式】四:本实施方式是对【具体实施方式】三所述的温度控制器的进一步限定，它还包括电源电路2，所述电源电路2包括直流电源VCC和直流电源Vl ;直流电源VCC为温度采集电路3、单片机电路4、键盘电路5、显示电路7、指示灯电路8和通信电路I提供工作电源，直流电源Vl为加热电路6提供工作电源。
[0041]【具体实施方式】五:结合图2说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】四所述的温度控制器的进一步限定，所述单片机电路4包括芯片STC12C5410AD、电解电容Cl、电解电容C7、电容C2、电容C3、电容C6、电阻R20和晶振Yl ；
[0042]电阻R20的一端和极性电容Cl的负极同时与芯片STC12C5410AD的管脚3连接，电阻R20的另一端接直流电源VCC的电源地，极性电容Cl的正极接直流电源VCC的正极；
[0043]极性电容C7的正极与电容C6的一端和芯片STC12C5410AD的管脚28同时接直流电源VCC的正极，极性电容C7的负极与电容C6的另一端接直流电源VCC的电源地；
[0044]电容C2的一端和电容C3的一端同时接直流电源VCC的电源地，电容C2的另一端和晶振Yl的一端与芯片STC12C5410AD的管脚6同时连接，电容C3的另一端与晶振Yl的另一端和芯片STC12C5410AD的管脚7同时连接。
[0045]【具体实施方式】六:结合图2说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】五所述的温度控制器的进一步限定，温度采集电路3包括电阻R19、电容CS、第六二极管D6、、第七二极管D7和温度传感器；
[0046]电阻R19的一端、电容CS的一端、第七二极管D7的阴极和温度传感器的一端同时与芯片STC12C5410AD的管脚19连接，电阻R19的另一端、电容C8的另一端、第六二极管D6的阳极和第七二极管D7的阳极同时接直流电源VCC的电源地；
[0047]第六二极管D6的阳极与温度传感器的另一端同时接直流电源VCC的正极。
[0048]【具体实施方式】七:结合图2说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】五所述的温度控制器的进一步限定，所述加热电路6包括电阻R18、第一 NPN型三极管Q1、电阻R19、第一二极管Dl和继电器K ；
[0049]电阻R18的一端与芯片STC12C5410AD的管脚13连接，电阻R18的另一端与NPN型三极管Ql的基极连接，NPN型三极管Ql的发射极接直流电源Vl的电源地，NPN型三极管Ql的集电极与电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端与第一二极管Dl的阳极同时与继电器K的线圈的一端连接，第一二极管Dl的阴极与继电器K的线圈的另一端同时连接直流电源Vl的正极，继电器K的开关的一端连接加热器的一端，继电器K的常开开关的两端为加热器的两个连接端。
[0050]在实际应用时，将继电器K的常开开关串联在加热器的供电回路中，实现对加热器供电电源的控制。
[0051]【具体实施方式】八:结合图2说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】五所述的温度控制器的进一步限定，指示灯点电路8包括电阻R16、电阻R17、发光二极管DS8和
第二 NPN型三极管Q3 ；
[0052]电阻R16的一端连接直流电源VCC的正极，电阻R16的另一端与发光二极管DS8的阳极连接，发光二极管DS8的阴极与第二 NPN型三极管Q3的集电极连接，第二 NPN型三极管Q3的基极与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端与芯片STC12C5410AD的管脚12连接，第二 NPN型三极管Q3的发射极接直流电源VCC的电源地。
[0053]【具体实施方式】九:结合图2说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】四所述的温度控制器的进一步限定，电源电路2包括电容C9、电容C10、电容CU、电容C12、稳压芯片L7805、整流桥电路和变压器TRANS4 ；
[0054]变压器TRANS4的原边线圈串联在200ACV供电回路中，变压器TRANS4的副边线圈的两端分别与整流桥电路的两个交流信号输入端连接，整流桥电路的一个直流电源输出端同时与电容C12的一端、电容Cll的一端和稳压芯片L7805AB-V的Vin端连接，整流桥电路的另一个直流电源输出端、电容C12的另一端、电容Cll的另一端、电容C9的另一端、电容ClO的另一端同时和稳压芯片L7805AB-V的GND端连接，
[0055]电容C9的一端和电容ClO的一端同时与稳压芯片L7805AB-V的Vout端连接，稳压芯片L7805AB-V的Vout端为直流电源VCC的正极，稳压芯片L7805AB-V的Vin端为直流电源Vl的正极。
[0056]【具体实施方式】十:本实施方式是对【具体实施方式】一所述的温度控制器的进一步限定，
[0057]它还包括控制模块，所述控制模块嵌入在单片机电路4内，所述控制模块包括如下模块:
[0058]用于输入设定的室内温度、设定的地面温度、加热电路的加热功率和所处房间号的模块；
[0059]用于接收温度采集电路实时检测的温度信号的模块；
[0060]所述温度信号包括室内实时温度信号，地面实时温度信号和加热电路的电阻丝实时温度信号；
[0061]用于控制显示电路显示所述实时检测的温度信号的模块；
[0062]用于当接收的室内实时温度大于设定的室内温度时，控制指示灯电路的指示灯闪烁和控制加热电路停止加热的模块；
[0063]用于当接收的室内实时温度小于设定的室内温度时，根据输入的加热电路的功率控制加热电路进行加热的模块；
[0064]用于当接收的地面实时温度大于设定的地面温度时，控制指示灯电路的指示灯闪烁和控制加热电路停止加热的模块；
[0065]用于当接收的地面实时温度小于设定的地面温度时，根据输入的加热电路的功率控制加热电路进行加热的模块；
[0066]用于记录加热电路加热时间的模块；
[0067]用于将输入的所处房间号、输入的加热电路的加热功率和记录的加热电路加热时间发送给上位机的模块。
[0068]【具体实施方式】^:本实施方式【具体实施方式】一所述的温度控制器的温度控制方法，所述控制方法通过在单片机内电路4内嵌入软件实现，所述控制方法包括如下步骤:
[0069]用于输入设定的室内温度、设定的地面温度、加热电路的加热功率和所处房间号的步骤；
[0070]用于接收温度采集电路实时检测的温度信号的步骤；
[0071]所述温度信号包括室内实时温度信号，地面实时温度信号和加热电路的电阻丝实时温度信号；
[0072]用于控制显示电路显示所述实时检测的温度信号的步骤；
[0073]用于当接收的室内实时温度大于设定的室内温度时，控制指示灯电路的指示灯闪烁和控制加热电路停止加热的步骤；
[0074]用于当接收的室内实时温度小于设定的室内温度时，根据输入的加热电路的功率控制加热电路进行加热的步骤；
[0075]用于当接收的地面实时温度大于设定的地面温度时，控制指示灯电路的指示灯闪烁和控制加热电路停止加热的步骤；
[0076]用于当接收的地面实时温度小于设定的地面温度时，根据输入的加热电路的功率控制加热电路进行加热的步骤；
[0077]用于记录加热电路加热时间的步骤；
[0078]用于将输入的所处房间号、输入的加热电路的加热功率和记录的加热电路加热时间发送给上位机的步骤。
【权利要求】
1.温度控制器，其特征在于，它包括温度采集电路(3)、单片机电路(4 )、键盘电路(5 )、加热电路(6)和显示电路(7)， 单片机电路(4)的加热控制信号输出端与加热电路(6)的加热控制信号输入端连接， 温度采集电路(3)的温度采集信号输出端与单片机电路(4)的温度采集信号输入端连接， 键盘电路(5)的键盘信号输出端与单片机电路(4)的键盘信号输入端连接， 单片机电路(4)的显示信号输出端与显示电路(7)的显示信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的温度控制器，其特征在于，它还包括指示灯电路(8)，单片机电路(4)的指示信号输出端与指示灯电路(8)的指示信号输入端连接。
3.根据权利要求2所述的温度控制器，其特征在于，它还包括通信电路(1)， 单片机电路(4)的通信信号输出端与通信电路(I)的通信信号输入端连接。
4.根据权利要求3所述的温度控制器，其特征在于，它还包括电源电路(2)，所述电源电路(2)包括直流电源VCC和直流电源Vl ;直流电源VCC为温度采集电路(3)、单片机电路(4)、键盘电路(5)、显示电路(7)、 指示灯电路(8)和通信电路(I)提供工作电源，直流电源Vl为加热电路(6)提供工作电源。
5.根据权利要求4所述的温度控制器，其特征在于，所述单片机电路(4)包括芯片STC12C5410AD、电解电容Cl、电解电容C7、电容C2、电容C3、电容C6、电阻R20和晶振(Yl); 电阻R20的一端和极性电容Cl的负极同时与芯片STC12C5410AD的管脚3连接，电阻R20的另一端接直流电源VCC的电源地，极性电容Cl的正极接直流电源VCC的正极； 极性电容C7的正极与电容C6的一端和芯片STC12C5410AD的管脚28同时接直流电源VCC的正极，极性电容C7的负极与电容C6的另一端接直流电源VCC的电源地； 电容C2的一端和电容C3的一端同时接直流电源VCC的电源地，电容C2的另一端和晶振(Yl)的一端与芯片STC12C5410AD的管脚6同时连接，电容C3的另一端与晶振(Yl)的另一端和芯片STC12C5410AD的管脚7同时连接。
6.根据权利要求5所述的温度控制器，其特征在于，温度采集电路(3)包括电阻R19、电容C8、第六二极管D6、、第七二极管D7和温度传感器； 电阻R19的一端、电容C8的一端、第七二极管D7的阴极和温度传感器的一端同时与芯片STC12C5410AD的管脚19连接，电阻R19的另一端、电容C8的另一端、第六二极管D6的阳极和第七二极管D7的阳极同时接直流电源VCC的电源地； 第六二极管D6的阳极与温度传感器的另一端同时接直流电源VCC的正极。
7.根据权利要求5所述的温度控制器，其特征在于，所述加热电路(6)包括电阻R18、第一 NPN型三极管Q1、电阻R19、第一二极管(Dl)和继电器(K)； 电阻R18的一端与芯片STC12C5410AD的管脚13连接，电阻R18的另一端与NPN型三极管Ql的基极连接，NPN型三极管Ql的发射极接直流电源Vl的电源地，NPN型三极管Ql的集电极与电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端与第一二极管(Dl)的阳极同时与继电器(K)的线圈的一端连接，第一二极管(Dl)的阴极与继电器(K)的线圈的另一端同时连接直流电源Vl的正极，继电器(K)的开关的一端连接加热器的一端，继电器(K)的常开开关的两端为加热器的两个连接端。
8.根据权利要求5所述的温度控制器，其特征在于，指示灯点电路8包括电阻R16、电阻Rl7、发光二极管(DS8)和第二 NPN型三极管(Q3)； 电阻R16的一端连接直流电源VCC的正极，电阻R16的另一端与发光二极管(DS8)的阳极连接，发光二极管(DS8)的阴极与第二 NPN型三极管(Q3)的集电极连接，第二 NPN型三极管(Q3)的基极与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端与芯片STC12C5410AD的管脚12连接，第二 NPN型三极管(Q3)的发射极接直流电源VCC的电源地。
9.根据权利要求1所述的温度控制器，其特征在于， 它还包括控制模块，所述控制模块嵌入在单片机电路(4)内，所述控制模块包括如下模块: 用于输入设定的室内温度、设定的地面温度、加热电路的加热功率和所处房间号的模块； 用于接收温度采集电路实时检测的温度信号的模块； 所述温度信号包括室内实时温度信号，地面实时温度信号和加热电路的电阻丝实时温度信号； 用于控制显示电路显示所述实时检测的温度信号的模块； 用于当接收的室内实时温度大于设定的室内温度时，控制指示灯电路的指示灯闪烁和控制加热电路停止加热的模块； 用于当接收的室内实时温度小于设定的室内温度时，根据输入的加热电路的功率控制加热电路进行加热的模块； 用于当接收的地面实时温度大于设定的地面温度时，控制指示灯电路的指示灯闪烁和控制加热电路停止加热的模块； 用于当接收的地面实时温度小于设定的地面温度时，根据输入的加热电路的功率控制加热电路进行加热的模块； 用于记录加热电路加热时间的模块； 用于将输入的所处房间号、输入的加热电路的加热功率和记录的加热电路加热时间发送给上位机的模块。
10.权利要求1所述的温度控制器的温度控制方法，其特征在于，所述控制方法通过在单片机内电路4内嵌入软件实现，所述控制方法包括如下步骤: 用于输入设定的室内温度、设定的地面温度、加热电路的加热功率和所处房间号的步骤； 用于接收温度采集电路实时检测的温度信号的步骤； 所述温度信号包括室内实时温度信号，地面实时温度信号和加热电路的电阻丝实时温度信号； 用于控制显示电路显示所述实时检测的温度信号的步骤； 用于当接收的室内实时温度大于设定的室内温度时，控制指示灯电路的指示灯闪烁和控制加热电路停止加热的步骤； 用于当接收的室内实时温度小于设定的室内温度时，根据输入的加热电路的功率控制加热电路进行加热的步骤； 用于当接收的地面实时温度大于设定的地面温度时，控制指示灯电路的指示灯闪烁和控制加热电路停止加热的步骤；用于当接收的地面实时温度小于设定的地面温度时，根据输入的加热电路的功率控制加热电路进行加热的步骤； 用于记录加热电路加热时间的步骤； 用于将输入的所处房间号、输入的加热电路的加热功率和记录的加热电路加热时间发送给上位机的 步骤。
【文档编号】G05D23/30GK103631288SQ201310626142
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】张新潮, 李敬坤, 孙毅 申请人:黑龙江隆宇科技开发有限责任公司