一种智能设备的自适应环境温度调节系统的制作方法

1.本发明涉及温度调节系统技术领域，尤其是一种智能设备的自适应环境温度调节系统。


背景技术：

2.随着社会科学的发展，野外工作越来越多，包括在野外的实时监测设备、野外工作用的执行设备在内的智能设备，野外环境通常比较恶劣，气象环境较为突变，温度容易发生骤降或骤升的变化，而在野外执行任务的智能设备通常会由于温度的骤变而来不及进行内部调整，而造成智能设备的内部电路的元器件的损伤，减少使用寿命，甚至影响监测工作和执行任务的结果。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在恶劣环境下能够自适应环境变化并保持智能设备正常工作的温度调节系统。
4.本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
5.一种智能设备的自适应环境温度调节系统，包括：
6.独立控制单元，用于对温度调节系统内数据信息的处理，并做出温控指令；
7.环境感知单元，用于采集外部环境的实时温度并传输至所述独立控制单元中；
8.调控逻辑单元，用于判断所述独立控制单元发出的温控指令的升降温执行信息；
9.温度调控单元，用于执行所述独立控制单元发出的温控指令，调节温度变化；
10.模数转换单元，用于所述独立控制单元的输出和输入数据的模数转化；
11.所述独立控制单元连接所述环境感知单元和温度调控单元，所述环境感知单元连接所述调控逻辑单元，所述调控逻辑单元通过模数转换单元连接所述独立控制单元，所述模数转换单元还连接所述温度调控单元，所述环境感知单元实时采集外部环境的温度参数，传输至独立控制单元中，所述独立控制单元通过自适应温度调节策略对输入的温度参数进行识别，并控制所述温度调控单元进行温度调节，以维持智能设备的正常工作；
12.所述独立控制单元的自适应温度调节策略如下：
13.s1、环境感知单元实时采集外部环境的温度参数，传输至调控逻辑单元中，并通过模数转换单元的模数转换将采集的温度参数传输至独立控制单元中；
14.s2、调控逻辑单元将采集的温度参数做判断，与内部默认设置的温度范围值做对比，若采集的温度参数在默认设置的温度范围内，则不作动作，表示智能设备处在正常工作温度环境下，返回s1步骤，继续由环境感知单元实时采集外部环境温度，若采集的温度参数不在默认设置的温度范围内，则表示智能设备在此时处于非正常工作温度环境中，进行s3步骤；
15.s3、调控逻辑单元给独立控制单元发送警示信号，独立控制单元在接收到警示信号后，与环境感知单元采集的温度参数做比较，若一致，则确认智能设备处于非正常工作温
度环境中，并由独立控制单元发出温控指令至温度调控单元中；
16.s4、独立控制单元根据环境感知单元采集的温度参数做出具体温控指令，若采集的温度参数低于预设的温度范围，则向温度调控单元发送升温指令，反之，若采集的温度参数高于预设的温度范围，则向温度调控单元发送降温指令；
17.s5、温度调控单元根据收到的温控指令执行智能设备的内部调温动作，以达到系统正常工作环境条件。
18.优选的，所述调控逻辑单元内包含温度预警模块，所述温度预警模块用于判断外部环境温度变化的趋势，根据预警功能和预设的预警范围提前介入温度调控。
19.优选的，所述独立控制单元连接有降压保护单元，所述降压保护单元用于进行同步整流，通过降低输入电压来维持独立控制单元的工作电压的正常状态。
20.优选的，所述独立控制单元连接有电压调节单元，通过独立控制单元向电压调节单元输入不同的指令，来控制电压调节单元输出的电压值。
21.优选的，所述温度调控单元包括降温调节单元和升温调节单元，所述降温调节单元用于执行降温指令，所述升温调节单元用于执行升温指令。
22.优选的，所述调控逻辑单元内设的启动正常温度环境范围为-5℃至40℃。
23.优选的，所述独立控制单元内设的智能设备的正常工作温度范围为-10℃至50℃。
24.优选的，所述温度预警模块的内设预警温度范围为-15℃至50℃。
25.本发明的优点和积极效果是：
26.本发明由环境感知单元实时采集智能设备外部环境的温度数值，调控逻辑单元判断是否需要启动自适应温度调节系统，若达到启动要求，则由独立控制单元发出温度调节指令，通过温度调控单元调节智能设备内部的温度数值，使智能设备的内部温度保持在元器件正常的工作温度范围内，进行温度的自适应调节，保障了智能设备的内部元器件、电路以及一些即插即用设备的使用寿命和性能在外部环境无法达到正常工作温度范围的情况下，不受到外部环境温度的影响，保持正常工作状态，且可通过最大限度的减少电路设计的难度以及扩展可替代器件的选择范围，达到节省系统成本的目的。
附图说明
27.图1是本发明的系统单元组成示意图；
28.图2是本发明的独立控制单元的电路原理示意图；
29.图3是本发明的电压调节单元的电路原理示意图；
30.图4是本发明的调控逻辑单元的电路原理示意图；
31.图5是本发明的模数转换单元的电路原理示意图；
32.图6是本发明的降温调节单元的电路原理示意图；
33.图7是本发明的升温调节单元的电路原理示意图；
34.图8是本发明的接线单元的电路原理示意图；
35.图9是本发明的环境感知单元的电路原理示意图；
36.图10是本发明的降压保护单元的电路原理示意图。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
39.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
40.以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
41.如图1所示，本发明所述的一种智能设备的自适应环境温度调节系统，包括独立控制单元，独立控制单元用于对温度调节系统内数据信息的处理，并做出温控指令，独立控制单元连接有环境感知单元和温度调控单元，环境感知单元用于采集外部环境的实时温度并传输至独立控制单元中，温度调控单元用于执行独立控制单元发出的温控指令，调节温度变化，环境感知单元连接调控逻辑单元，如图4所示，调控逻辑单元通过模数转换单元连接独立控制单元，调控逻辑单元用于判断独立控制单元发出的温控指令的升降温执行信息，如图5所示，模数转换单元用于独立控制单元的输出和输入数据的模数转化，模数转换单元还连接温度调控单元，环境感知单元实时采集外部环境的温度参数，传输至独立控制单元中，独立控制单元通过自适应温度调节策略对输入的温度参数进行识别，并控制温度调控单元进行温度调节，以维持智能设备的正常工作。
42.调控逻辑单元内包含温度预警模块，温度预警模块用于判断外部环境温度变化的趋势，根据预警功能和预设的预警范围提前介入温度调控，温度预警模块的内设预警温度范围为-15℃至50℃。
43.温度调控单元包括降温调节单元和升温调节单元，如图6所示，降温调节单元用于执行降温指令，如图7所示，升温调节单元用于执行升温指令。
44.独立控制单元连接有降压保护单元和电压调节单元，如图10所示，降压保护单元用于进行同步整流，通过降低输入电压来维持独立控制单元的工作电压的正常状态，如图3所示，电压调节单元通过独立控制单元向电压调节单元输入不同的指令，来控制电压调节单元输出的电压值。
45.如图2所示，为独立控制单元的电路原理示意图，独立控制单元的控制芯片型号为me32f031c8t6，其tec tem adc引脚连接环境感知单元，如图9所示，其采集端为u2804的3引脚。
46.如图8所示，为一个接线单元的电路原理图，其用于连接环境感知单元和调控逻辑单元，起到数据传输连接的作用。
47.具体实施时，上述的独立控制单元的自适应温度调节策略，即根据外部环境的温度变化而自动调节智能设备内部温度的方法，如下：
48.s1、环境感知单元实时采集外部环境的温度参数，传输至调控逻辑单元中，并通过模数转换单元的模数转换将采集的温度参数传输至独立控制单元中；
49.s2、调控逻辑单元将采集的温度参数做判断，与内部默认设置的温度范围值做对比，调控逻辑单元内设的启动正常温度环境范围为-5℃至40℃，若采集的温度参数在默认设置的温度范围内，则不作动作，表示智能设备处在正常工作温度环境下，返回s1步骤，继续由环境感知单元实时采集外部环境温度，若采集的温度参数不在默认设置的温度范围内，则表示智能设备在此时处于非正常工作温度环境中，进行s3步骤；
50.s3、调控逻辑单元给独立控制单元发送警示信号，独立控制单元在接收到警示信号后，与环境感知单元采集的温度参数做比较，独立控制单元内设的智能设备的正常工作温度范围为-10℃至50℃，若一致，则确认智能设备处于非正常工作温度环境中，并由独立控制单元发出温控指令至温度调控单元中；
51.s4、独立控制单元根据环境感知单元采集的温度参数做出具体温控指令，若采集的温度参数低于预设的温度范围，则向温度调控单元发送升温指令，反之，若采集的温度参数高于预设的温度范围，则向温度调控单元发送降温指令；
52.s5、温度调控单元根据收到的温控指令执行智能设备的内部调温动作，以达到系统正常工作环境条件。
53.系统正常工作状态下，如遇到外部环境的重大变化，如温度急剧降低或温度急剧上升，超出系统工作的环境温度范围时，由调控逻辑单元的“预警”功能提前向独立控制单元发出告警。“预警”功能可判断环境变化的趋势，根据预警功能预警范围提前介入温度调控，启动温度调控单元的“制冷”、“升温”功能调节环境温度，以达到系统正常工作环境条件，保障系统正常运行。如“制冷”、“升温”功能调节过程无法满足系统正常工作环境条件，则由独立控制单元关闭主控模块和系统，以达到保护系统的目的，同时，独立控制单元持续调节环境温度，在达到系统启动必要条件的情况下，再次启动系统。
54.本发明由环境感知单元实时采集智能设备外部环境的温度数值，调控逻辑单元判断是否需要启动自适应温度调节系统，若达到启动要求，则由独立控制单元发出温度调节指令，通过温度调控单元调节智能设备内部的温度数值，使智能设备的内部温度保持在元器件正常的工作温度范围内，进行温度的自适应调节，保障了智能设备的内部元器件、电路以及一些即插即用设备的使用寿命和性能在外部环境无法达到正常工作温度范围的情况下，不受到外部环境温度的影响，保持正常工作状态，且可通过最大限度的减少电路设计的难度以及扩展可替代器件的选择范围，达到节省系统成本的目的。
55.需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。