一种远程操作的用于执行加热控制的单片机系统

1.本发明涉及单片机技术领域，尤其涉及一种远程操作的用于执行加热控制的单片机系统。


背景技术：

2.单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器cpu、随机存储器ram、只读存储器rom、多种i/o口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、a/d转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300m的高速单片机。
3.现有单片机系统中经常使用到远程操作的用于执行加热控制的单片机系统，即：需要在单片机系统中都增加温度检测和控制电路，不但会产生电路复杂、增加成本的问题，而且针对不同的温度环境难以准确调节发出控制信号。


技术实现要素：

4.(一)发明目的
5.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种远程操作的用于执行加热控制的单片机系统，以实现实时需求进行调控，使温度维持在可控的范围内，以较少代码量实现本系统要求的全双工步通信。
6.(二)技术方案
7.为达到上述技术目的，本发明提供了一种远程操作的用于执行加热控制的单片机系统：包括单片机，所述单片机包括控温模块和中断保护模块，所述单片机连接端设有加热端和降温端，所述控温模块用于驱动所述加热端和所述降温端工作，所述中断保护模块用于自动切断电路，所述加热端和所述降温端连接端设有温度采集端，所述温度采集端与所述单片机通过信号转换器连通，所述单片机输出端设有显示端和警报端，所述单片机输入端设有输入端。
8.优选的，所述单片机还包括定时模块和电路检测模块，所述定时模块用于控制所述加热端工作时长，所述电路检测模块用于监控所述单片机内部工作环境电路电压。
9.具体的当电路检测模块检测当内部电路传输电压、电流的不稳定或异常时，也可及时断开电源，同时将信息反馈至警报端，能够根据环境的环境对整体进行保护。
10.优选的，所述加热端设置为多种加热方式，包括电磁加热、电力加热、电热管加热和高频电磁加热中的一种或多种。
11.具体的加热端可设置为不同的加热模式，本系统可应用不同的加热模式中使用。
12.优选的，所述降温端设置为降温设备，所述降温设备包括散热风扇组件和冷却水热交换组件中的一种或多种。
13.具体的不同的降温组件可以对加热端的加热部位进行降温处理。
14.优选的，所述降温端设置于所述加热端的输出加热部位，所述散热风扇组件设置于加热部位外侧，所述冷却水热交换组件设置于加热部位外壁。
15.具体的冷却水热交换可以由水箱和控制阀控制，需要降温时控制阀打开将冷却水传输至加热部位外侧，实现快速热交换。
16.优选的，所述温度采集端包括多个温度传感器，多个所述温度传感器均匀设置于所述加热端和加热部位外侧，多个所述温度传感器用于监控不同部位的温度数值。
17.具体的不同位置的温度采集端多次采样的温度值来计算后由单片机判断是否需要升温或进行降温操作。
18.优选的，所述信号转换器设置为a/d转换器，所述信号转换器将所述温度采集端传输数据转化为控制系统可用的数字量，所述单片机结合所述温度采集端反馈温度与设定的目标温度，按照已经编程固化的控制算法计进行判断。
19.具体的可以直接用于单片机内部加热控制算法的运算，实际编程时，为了降低采样过程瞬态误差的干扰，运用了算术均值滤波的方法。
20.优选的，所述显示端设置为显示屏，所述警报端设置为警报器，所述输入端设置为输入面板，所述显示端和所述输入端为一体化设置。
21.具体的一体化设置的显示端和输入端便于输入和观察数据信息。
22.优选的，所述显示端、所述警报端和所述输入端通过传输线缆与所述单片机连通。
23.具体的单片机内部检测到不同的意外状况时可以将信息反馈至警报端，能够根据环境的环境对整体进行保护。
24.优选的，所述显示端、所述警报端和所述输入端设置为远程控制端表面，所述远程控制端通过物联网与所述单片机连通，所述远程控制端设置为app端。
25.具体的由app端控制和查看数据信息，能够实现远程的操控和处理，便于使用。
26.从以上技术方案可以看出，本技术具有以下有益效果：
27.1：通过设有单片机和温度采集端，信号转换器将所述温度采集端传输数据转化为控制系统可用的数字量，所述单片机结合所述温度采集端反馈温度与设定的目标温度，按照已经编程固化的控制算法计进行判断，可以直接用于单片机内部加热控制算法的运算，实际编程时，为了降低采样过程瞬态误差的干扰，运用了算术均值滤波的方法，即最终参与控制运算的温度值通过不同位置的温度采集端多次采样的温度值求算术平均取得，根据温度数值判断是否需要升温或进行降温操作，再传输控制信号至加热端或降温端工作进行降温或加热，能够根据实时需求进行调控，使温度维持在可控的范围内，以较少代码量实现本系统要求的全双工步通信，用户可通过输入端输入程序完成温控参数设定、温度数据保存和离线分析等操作；
28.2：通过设有中断保护模块和电路检测模块，实时监控加热环境温度，根据温度范围的变化判断是否到达危险环境，当出现温度过高且无法降温调控的情况下，单片机的中断保护模块发出控制指令直接断开电源连接，从而由外部因素控制加热端停止工作，当电路检测模块检测当内部电路传输电压、电流的不稳定或异常时，也可及时断开电源，同时将信息反馈至警报端，能够根据环境的环境对整体进行保护，保证整个加热系统的使用寿命。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
30.图1为本发明提供的一种远程操作的用于执行加热控制的单片机系统的原理图。
31.图2为本发明提供的一种远程操作的用于执行加热控制的单片机系统的单片机原理图。
32.图3为本发明提供的一种远程操作的用于执行加热控制的单片机系统的单片机工作流程图。
33.图4为本发明提供的一种远程操作的用于执行加热控制的单片机系统的单片机中断保护模块工作流程图。
34.图5为为本发明提供的一种远程操作的用于执行加热控制的单片机系统的单片机中断保护模块电路原理图。
35.图中：1单片机、11定时模块、12控温模块、13中断保护模块、14电路检测模块、2加热端、3降温端、4温度采集端、5信号转换器、6显示端、7警报端、8输入端。
具体实施方式
36.下文的描述本质上仅是示例性的而并非意图限制本公开、应用及用途。应当理解，在所有这些附图中，相同或相似的附图标记指示相同的或相似的零件及特征。各个附图仅示意性地表示了本公开的实施方式的构思和原理，并不一定示出了本公开各个实施方式的具体尺寸及其比例。在特定的附图中的特定部分可能采用夸张的方式来图示本公开的实施方式的相关细节或结构。
37.参照图1-5：
38.实施例一
39.一种远程操作的用于执行加热控制的单片机系统，包括单片机1，所述单片机1包括控温模块12和中断保护模块13，所述单片机1连接端设有加热端2和降温端3，所述控温模块12用于驱动所述加热端2和所述降温端3工作，所述中断保护模块13用于自动切断电路，所述加热端2和所述降温端3连接端设有温度采集端4，所述温度采集端4与所述单片机1通过信号转换器5连通，所述单片机1输出端设有显示端6和警报端7，所述单片机1输入端设有输入端8。
40.本实施方式中所述单片机1还包括定时模块11和电路检测模块14，所述定时模块11用于控制所述加热端2工作时长，所述电路检测模块14用于监控所述单片机1内部工作环境电路电压。具体为当电路检测模块14检测当内部电路传输电压、电流的不稳定或异常时，也可及时断开电源，同时将信息反馈至警报端7，需要说明的是能够根据环境的环境对整体进行保护。
41.本实施例具体实施方式：实时监控加热环境温度，根据温度范围的变化判断是否到达危险环境，当出现温度过高且无法降温调控的情况下，单片机1的中断保护模块13发出控制指令直接断开电源连接，从而由外部因素控制加热端2停止工作，当电路检测模块14检
测当内部电路传输电压、电流的不稳定或异常时，也可及时断开电源，同时将信息反馈至警报端7，能够根据环境的环境对整体进行保护，保证整个加热系统的使用寿命。
42.实施例二
43.一种远程操作的用于执行加热控制的单片机系统，其在实施例一的基础上，所述加热端2设置为多种加热方式，包括电磁加热、电力加热、电热管加热和高频电磁加热中的一种或多种。具体为可设置为不同的加热模式，需要说明的是本系统可应用不同的加热模式中使用。
44.本实施方式中所述降温端3设置为降温设备，所述降温设备包括散热风扇组件和冷却水热交换组件中的一种或多种。具体为不同的降温组件可以对加热端2的加热部位进行降温处理，需要说明的是根据使用需要调节使用。
45.本实施方式中所述降温端3设置于所述加热端2的输出加热部位，所述散热风扇组件设置于加热部位外侧，所述冷却水热交换组件设置于加热部位外壁。具体为冷却水热交换可以由水箱和控制阀控制，需要降温时控制阀打开将冷却水传输至加热部位外侧，需要说明的是可以实现快速热交换进行降温。
46.本实施方式中所述温度采集端4包括多个温度传感器，多个所述温度传感器均匀设置于所述加热端2和加热部位外侧，多个所述温度传感器用于监控不同部位的温度数值。具体为不同位置的温度采集端4多次采样的温度值来计算后由单片机1判断是否需要升温或进行降温操作，需要说明的是数据更加精确。
47.本实施方式中所述信号转换器5设置为a/d转换器，所述信号转换器5将所述温度采集端4传输数据转化为控制系统可用的数字量，所述单片机1结合所述温度采集端4反馈温度与设定的目标温度，按照已经编程固化的控制算法计进行判断。具体为直接用于单片机内部加热控制算法的运算，实际编程时，为了降低采样过程瞬态误差的干扰，需要说明的是运用了算术均值滤波的方法。
48.本实施方式中所述显示端6设置为显示屏，所述警报端7设置为警报器，所述输入端8设置为输入面板，所述显示端6和所述输入端8为一体化设置。具体为一体化设置的显示端6和输入端8便于输入和观察数据信息，需要说明的是操作方便。
49.本实施方式中所述显示端6、所述警报端7和所述输入端8通过传输线缆与所述单片机1连通。具体为单片机1内部检测到不同的意外状况时可以将信息反馈至警报端7，需要说明的是能够根据环境的环境对整体进行保护。
50.本实施例具体实施方式：信号转换器5将所述温度采集端4传输数据转化为控制系统可用的数字量，所述单片机1结合所述温度采集端4反馈温度与设定的目标温度，按照已经编程固化的控制算法计进行判断，可以直接用于单片机内部加热控制算法的运算，实际编程时，为了降低采样过程瞬态误差的干扰，运用了算术均值滤波的方法，即最终参与控制运算的温度值通过不同位置的温度采集端4多次采样的温度值求算术平均取得，根据温度数值判断是否需要升温或进行降温操作，再传输控制信号至加热端2或降温端3工作进行降温或加热，能够根据实时需求进行调控，使温度维持在可控的范围内，以较少代码量实现本系统要求的全双工步通信，用户可通过输入端8输入程序完成温控参数设定、温度数据保存和离线分析等操作。
51.实施例三
52.一种远程操作的用于执行加热控制的单片机系统，其在实施例一和实施例二的基础上，所述显示端6、所述警报端7和所述输入端8设置为远程控制端表面，所述远程控制端通过物联网与所述单片机1连通，所述远程控制端设置为app端。具体为由app端控制和查看数据信息，需要说明的是能够实现远程的操控和处理，便于使用。
53.本实施例具体实施方式：通过物联网的连接由app远程操控，可以远程操控发出控制指令和控制参数至单片机1，再由单片机1发出控制信号至加热端2和降温端3进行工作，同时单片机1也可以在工作过程中将数据和警报信息实时反馈至app端。
54.上文中参照优选的实施例详细描述了本公开所提出的方案的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本公开理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本公开提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。