淺析創新型基于物聯網的溫度控制系統

王蕾

背景介紹：

物聯網是指技術與計算機、互聯網技術的結合，實現物體與物體之間 ，環境以及狀態信息實時共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執行實現更深入的物聯化，它具有很好的優勢，通過對室內物品的控制，可以實現監管、報警、控制等多種功能，溫控電路時日常生活中常見的控溫裝置，在工業生產中也占有極其重要的地位，傳統的溫控電路大多使用按鍵開關進行控制，隨著智能化時代的到來，已經不能滿足人們的需求，因此如何將物聯網和溫控電路相結合已經成為現代化溫控技術的研究方向。

一種基于物聯網的溫度控制系統，包括溫度采集模塊、信號放大電路、單片機控制中心、物聯網無線終端和顯示模塊，所述溫度采集模塊的信號輸出端連接信號放大電路的輸入端，信號放大電路的輸出端連接單片機控制中心，所述單片機控制中心還分別連接顯示模塊、電源模塊、物聯網無線終端、第一光耦合器和第二光耦合器，第一光耦合器還連接控制元件A，控制元件A還連接加溫設備，第二光耦合器還連接控制元件B，控制元件B還連接加溫設備。

優選方案：所述電源模塊包括整流橋T、變壓器W、電容C1和電阻R1，變壓器W的繞組N1的兩端分別連接220V交流電的兩端，變壓器W的繞組N2的兩端分別連接整流橋T的端口1和整流橋T的端口3，整流橋T的端口2連接電容C1、電容C3、二極管D1的陰極和芯片IC1的引腳1，整流橋T的端口4連接電容C1的另一端、電容C2、電阻R2、二極管D2的陽極、三極管Q1的發射極和芯片IC1的引腳3，二極管D1的陽極連接電阻R1，電阻R1的另一端連接電阻R2的另一端和三極管Q1的基極，電容C3的另一端連接電阻R3和芯片IC1的引腳5，電阻R3的另一端連接三極管Q1的集電極，芯片IC1的引腳2連接電感L1和二極管D2的陰極，電感L1的另一端連接電容C2的另一端、芯片IC1的引腳4和單片機，所述芯片IC1的型號為LM7525。

與現有技術相比，其有益效果是：將現有的溫度控制元件和物聯網模塊相結合，實現了遠程智能控制溫度升高和降低的目的，并且使用高穩定性的電源作為單片機的供電模塊，提高了系統的穩定性，因此具有使用方便、智能程度高和穩定性強的優點。

圖一

圖1為基于物聯網的溫度控制系統的結構圖；

圖2為電源模塊的電路圖。

具體實施方式

請參閱圖1、2，一種基于物聯網的溫度控制系統，包括溫度采集模塊、信號放大電路、單片機控制中心、物聯網無線終端和顯示模塊，所述溫度采集模塊的信號輸出端連接信號放大電路的輸入端，信號放大電路的輸出端連接單片機控制中心，所述單片機控制中心還分別連接顯示模塊、電源模塊、物聯網無線終端、第一光耦合器和第二光耦合器，第一光耦合器還連接控制元件A，控制元件A還連接加溫設備，第二光耦合器還連接控制元件B，控制元件B還連接加溫設備。

優選方案：所述電源模塊包括整流橋T、變壓器W、電容C1和電阻R1，變壓器W的繞組N1的兩端分別連接220V交流電的兩端，變壓器W的繞組N2的兩端分別連接整流橋T的端口1和整流橋T的端口3，整流橋T的端口2連接電容C1、電容C3、二極管D1的陰極和芯片IC1的引腳1，整流橋T的端口4連接電容C1的另一端、電容C2、電阻R2、二極管D2的陽極、三極管Q1的發射極和芯片IC1的引腳3，二極管D1的陽極連接電阻R1，電阻R1的另一端連接電阻R2的另一端和三極管Q1的基極，電容C3的另一端連接電阻R3和芯片IC1的引腳5，電阻R3的另一端連接三極管Q1的集電極，芯片IC1的引腳2連接電感L1和二極管D2的陰極，電感L1的另一端連接電容C2的另一端、芯片IC1的引腳4和單片機，所述芯片IC1的型號為LM7525。

物聯網無線終端還通過3G無線網絡連接用戶手機。物聯網無線終端包括TC35I GPRS模塊和SIM卡。單片機控制中心的核心部件是STC89C52單片機。顯示模塊為7寸LED顯示屏。開關元件A和開關元件B均為繼電器。

工作原理：系統主要由溫度采集模塊、信號放大電路、電源模塊、單片機控制中心、物聯網無線終端和顯示模塊，其中電源模塊如圖2所示，工作中，市電電壓輸入后，經由變壓器W降壓、整流橋T整流與電容C1一次濾波后，由電壓門檻電路進行電壓門檻檢測，確保其電壓可以達到穩壓二極管D2 穩定電壓12V之上。此后延時電路延時10毫秒啟動開關穩壓集成電路IC1的功能，從而實現電源輸出

電壓0到5V的階躍變化。經過穩壓的電壓經C2二次濾波后，方可供單片機使用。在電路中設置門檻電路，可針對輸入電壓進行門檻檢測，確保輸入電壓可以到達穩壓二極管設定電壓，同時確保了電壓輸入后的穩定性，避免了市電電壓的電壓波動而造成的電源輸出電壓不穩現象，提高單片機上電復位的可靠性。在電路中設置延時電路，可使得電路延時10毫秒后啟動開關穩壓集成電路LM2575的功能，實現電源輸出電壓0到5V的階躍變化，同時通過避開電壓波動時間從而避免了電壓波動所形成的不穩定性，確保單片機上電復位過程完整成功。

STC89C52作為該系統處理器，內含8 kB的Flash內存。18B20作為系統的溫度采集部分，溫度采集電路采集到的溫度信號經過信號放大電路放大后以9位數字量傳送給單片機，單片機把溫度數據處理之后通過顯示模塊出來。當單片機發生串口中斷時，單片機啟動物聯網無線終端內部的TC35I模塊讀取短信內容和手機號碼，若消息內容和預先設定的內容相符，就執行相應的操作，比如發送“openl”就打開控制元件1，單片機執行成功后，通過GSM網絡反饋短信給用戶。系統可自動進行溫度控制，用戶根據需要設定溫度，當采集溫度低于設定溫度時，系統打開繼電器1，此時加溫設備工作。當采集溫度高于設定溫度時系統打開繼電器2，此時降溫設備工作。用戶也可以通過手機發送短信來遠程打開或關閉任意一路繼電器。