一种应用于低温应急灯具的自动温控系统的制作方法

本实用新型属于一种自动温控系统，具体涉及一种低温应急灯具的自动温控系统。

背景技术：

当前，目前市场上的低温应急灯具，在低温应急环境下的应急效率较低，并且在低温环境下不能对应急电池充电，故在低温环境中起不到真正的应急照明作用。例如供电电池组满电压是11.1V，放电完毕供电电池组电压为9V左右，如果低温环境中，电池的温度过于低或供电电池组电压低于10V，供电电池组无法充电；通过对传统应急灯具的研究，我公司自主研发了一种应用于低温应急灯具的自动温控系统，在低温环境中通过对应急电池组进行恒温加热，使其保持在最佳充电、放电状态，进而解决了低温应急灯具在低温环境中不能充电的缺点以及应急状态下，电池组放电效率低的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种应用于低温应急灯具的自动温控系统，以解决低温环境下应急电池不能正常充放电的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种应用于低温应急灯具的自动温控系统，包括应急灯具和与应急灯具相连接的供电电池组，所述供电电池组外侧包裹有硅橡胶材质的加热带，所述加热带内部设置有电阻丝，加热带的下侧设置有小孔，所述电阻丝接线端与引线连接，引线自由端穿过小孔与控制单元连接；所述供电电池组表面设置有温度传感器；所述温度传感器与控制单元相连接；所述控制单元包括MCU控制模块、加热带模块、温度采集模块、报警模块和数码管显示模块；所述温度采集模块包括温度传感器，温度采集模块的输出端与MCU控制模块连接，加热带模块包括硅橡胶加热带；MCU控制模块的输出端分别与声音报警模块、LED指示灯报警模块、数码管显示模块和加热带模块连接。

进一步的，MCU控制模块包括STC15W4K32S4系列单片机，STC15W4K32S4系列单片机的P1.0端口与加热带模块的开关控制电路连接， STC15W4K32S4系列单片机的P1.1端口与电池分压电路连接，所述分压电路包括两个分压电阻和接线端子J3，所述接线端子J3与供电电池组输出端连接；STC15W4K32S4系列单片机的VCC端口与降压电路的输出端连接，降压电路包括三端稳压集成电路LM7805和二极管1N4007，降压电路将12V直流电压转换为5V直流电压，降压电路的5V输出端与STC15W4K32S4系列单片机的VCC端口连接。

进一步的，所述开关控制电路包括PNP型三极管Q6、N沟道MOS管M1和接线端子J2，所述三极管Q6的基极与MCU控制模块的P1.0端口连接，三极管Q6的发射极与MOS管M1的漏极连接，MOS管M1的源极为输出端，并通过接线端子J2与加热带模块连接。

进一步的，所述温度传感器为DS18B20系列传感器，温度传感器的输出端与STC15W4K32S4系列单片机的P2.3端口连接。

进一步的，所述报警模块包括声音报警模块和LED指示灯报警模块；声音报警模块包括蜂鸣器，LED指示灯报警模块包括指示灯LED1；所述STC15W4K32S4系列单片机的P2.1端口与声音报警模块连接，STC15W4K32S4系列单片机的P2.2输出端与指示灯LED1所在电路的输入端连接。

进一步的，所述数码管显示模块包括四位8段数码管和四路数码管驱动电路，所述数码管驱动电路包括9013式 NPN型三极管，数码管驱动电路的输入端分别与STC15W4K32S4系列单片机的w1、w2、w3和w4端口连接，数码管驱动电路的输出端分别与数码管的四个位控制端s1、s2、s3和s4端口连接。

进一步的，所述电阻丝为镍铬合金电阻丝。

本实用新型的技术效果和优点：实用新型通过设置硅橡胶材质的加热带，能够实现对供电电池组的均匀加热；温度采集模块能够实时采集供电电池组表面的温度，保证供电电池组始终保持在预设温度范围内，从而保证供电电池组的正常充放电状态，进而保证在低温状态下应急灯具能够正常使用；报警模块能够及时提醒用户供电电池组温度达到预设温度，数码管显示模块能够实时显示供电电池组表面的温度。本实用新型结构简单，能够解决低温应急灯具在低温应急状态下供电电池组放电效率低的弊端，并且解决了在低温环境中不能对供电电池组充电的问题。

附图说明

图1 为本实用新型的结构框图；

图2 为本实用新型中MCU控制模块电路图；

图3 为本实用新型中温度采集模块电路图；

图4为本实用新型中降压电路图；

图5为本实用新型中声音报警报警模块电路图；

图6为本实用新型中LED指示灯报警模块电路图；

图7 为本实用新型中数码管驱动电路图；

图8 为本实用新型中数码管显示模块电路图；

图9 为本实用新型中排插电路图；

图10为本实用新型加热带结构图。

图中：1. MCU控制模块1、2.加热带模块2、3. 温度采集模块3、4.声音光报警模块4、5.数码管显示模块5、6.LED指示灯报警模块，7.供电电池组7，8、加热带，9、粘合带，10、引线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但下列实施例只是用来详细说明本实用新型的实施方式，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

如图1-10所述，一种应用于低温应急灯具的自动温控系统，包括应急灯具和与应急灯具相连接的供电电池组7，所述供电电池组7外侧包裹有硅橡胶加热带8，如图10所示，加热带8左右两端均设置有粘合带 9，粘合带 9用于将加热带8固定在供电电池组7外侧面上；所述加热带8内部设置有电阻丝，电阻丝为镍铬合金电阻丝，硅橡胶加热带8的下侧设置有小孔，电阻丝接线端与引线10连接，且引线10自由端穿过小孔与控制单元连接，在低温环境中，加热带8保证能够为供电电池组7能够恒温均匀加热，从而使供电电池组7保持在最佳充电、放电状态，进而解决了低温应急灯具在低温环境中不能充电和放电效率低的问题。

所述供电电池组7表面设置有温度传感器；所述温度传感器与控制单元相连接，如图1所示，所述控制单元包括MCU控制模块1、加热带模块2、温度采集模块3、报警模块和数码管显示模块5；如图3所示，所述温度采集模块3包括温度传感器，所述报警模块包括声音光报警模块4和LED指示灯报警模块6；本实用新型中温度传感器采用DS18B20系列传感器，温度传感器的输出端与MCU控制模块1的STC15W4K32S4系列单片机的P2.3端口连接，所述温度传感器用于检测供电电池组7表面的温度，并将供电电池组7的温度信号输入到MCU控制模块1。

MCU控制模块1的输出端分别与声音光报警模块4、LED指示灯报警模块6、数码管显示模块5和加热带模块2连接；MCU控制模块1将供电电池组7的温度信号和预设温度信号进行对比，输出信号控制加热带模块2、声音光报警模块4和LED指示灯报警模块6开启或关闭，并控制数码管显示模块5显示当前供电电池组7的温度。所述加热带模块2包括加热带8。

如图5和图6所示，声音报警报警模块包括蜂鸣器，LED指示灯报警模块6包括指示灯LED1和指示灯LED2；STC15W4K32S4系列单片机的P2.1端口与声音报警报警模块连接，STC15W4K32S4系列单片机的P2.2输出端与LED指示灯报警模块6中指示灯LED1所在电路的输入端连接，指示灯LED2所在电路的输入端与降压电路的输出端连接。若在低温环境中，温度传感器检测到供电电池组7表面的温度低于预设温度，MCU控制模块1启动加热带模块2，为供电电池组7加热；若温度传感器检测到供电电池组7表面的温度达到预设温度值时，MCU控制模块1控制声音光报警模块4发出报警信号，予以警示，同时MCU控制模块1控制指示灯LED1闪烁，并在数码管显示模块5上显示当前供电电池组7的温度。所述LED2用于指示MCU控制模块1的供电是否正常，若降压电路正常输出5v电压，LED2点亮，若降压电路不能正常输出5v电压，LED2会关闭。

如图7、8所示，所述数码管显示模块5包括四位8段数码管和四路数码管驱动电路，所述数码管驱动电路包括9013式 NPN型三极管，数码管驱动电路的输入端分别与STC15W4K32S4系列单片机的w1、w2、w3和w4端口连接，数码管驱动电路的输出端分别与数码管的四个位控制端s1、s2、s3和s4端口连接，数码管显示模块5用于显示当前供电电池组7表面的温度信和供电电池组7的电压信号，方便用户观察供电电池组7的温度。

如图2所示，MCU控制模块1包括STC15W4K32S4系列单片机系列单片机，STC15W4K32S4系列单片机的P1.0端口通过加热带模块2的开关控制电路与加热带模块2连接，加热带模块2的开关控制电路包括PNP型三极管Q6、N沟道MOS管M1和接线端子J2，三极管Q6的基极与MCU控制模块1的P1.0端口连接，三极管Q6的发射极与MOS管M1的漏极连接，MOS管M1的源极为输出端，并通过接线端子J2与加热带模块2连接，加热带模块2控制电路通过STC15W4K32S4系列单片机输出的信号控制PNP型三极管Q6的导通与关断，进而控制N沟道MOS管M1的导通与关闭，最终通过J2接线端子对外输出12V或者0V的直流电压，若J2接线端子对外输出12V电压，加热带模块2进行加热；若J2接线端子对外输出0V电压，加热带模块2进行关闭加热模式。

所述STC15W4K32S4系列单片机的P1.1端口与电池分压电路连接，所述分压电路包括高精度分压电阻R31、分压电阻Rt和接线端子J3，接线端子J3与供电电池组7的输出端连接，供电电池组7将电池中的电压信号输入到分压电路中，由于MCU控制模块1接受的电压信号较小，通过分压电路对输入的电压信号进行降压，MCU控制模块1可以通过温度信号和电池电压信号对加热带模块2进行控制。

如图4所示，所述STC15W4K32S4系列单片机的VCC端口与降压电路的连接，所述降压电路包括三端稳压集成电路LM7805和二极管1N4007；本实用新型中通过220V交流转12V的开关电源将220V交流电压转化为12V直流电压（220V交流转12V的开关电源为现有技术，在此不再赘述），并将12V直流电压输入到降压电路的输入端，降压电路将12V直流电压经过LM7805转换成5V直流电压，并将5V直流电压输入至STC15W4K32S4系列单片机的VCC端口。

如图9所示，排插J1主要通过USB-转串口线为单片机下载程序，排插J1第一输出端与STC15W4K32S4系列单片机的TXD端口连接，TXD端口为数据发送端，排插J1第二输出端与STC15W4K32S4系列单片机的RXD端口连接，RXD为数据接收端。

本实用新型通过温度传感器采集供电电池组7表面的温度，通过分压电路采集供电电池组7的电压信号，并将供电电池组7的电压信号和供电电池组7表面的温度信号输入到MCU控制模块1，MCU控制模块将电压信号和温度信号与预设的电压信号和温度信号进行对比，结合供电电池组7的温度信号和电压信号控制启动或关闭带热带模块；

1、若供电电池组7的温度信号和电压信号均低于预设的温度信号和电压信号，MCU控制模块1控制启动加热带模块2；

2、若供电电池组7的温度信号高于预设的温度信号，电压信号低于预设电压信号，MCU控制模块1控制不启动加热带模块2；

3、若供电电池组7的温度信号低于预设的温度信号，电压信号高于预设电压信号，MCU控制模块1控制不启动加热带模块2；

4、若供电电池组7的温度信号和电压信号均高于预设的温度信号和电压信号，MCU控制模块1控制不启动加热带模块2。

在以上实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件。上面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下进行变更或改变。