智能水溫控制系統設計與實現

郭元翰

摘 要： 本文設計以單片機為主控芯片，DS18B20作為溫度傳感器，電熱棒作為升溫系統。通過單片機控制電磁繼電器的電熱棒通斷時間設計實現了一款智能水溫控制系統。

關鍵詞： STC89C52；DS18B20；水溫控制；自動調節

隨著社會的發展，智能化已是溫度控制系統發展的主流方向。溫度控制在日常生活及工業領域應用相當廣泛，比如溫室、水池、發酵缸等場所。本系統設計搭建了實驗模型，并成功實現一種簡易溫度控制系統。

一、系統設計

智能水溫控制系統利用DS18B20溫度傳感器實現對環境溫度的測量并將測量結果傳遞給單片機，初始溫度設置為20℃，報警溫度設置為70℃，通過繼電器使電熱棒或風扇對水溫進行升溫或降溫操作，使水溫保持設定的溫度范圍之內。

二、硬件系統設計

1、單片機控制模塊

主控芯片選擇AT89S52芯片，芯片負責傳感器數據讀取，并控制水溫智能控制系統。

2、傳感器模塊

DS18B20采用電源供電方式，此時DS18B20的1腳接地，2腳作為引線，3腳接電源。

3、報警電路

蜂鳴器發聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場來驅動振動膜發聲的，因此需要一定的電流才能驅動它，單片機IO引腳輸出的電流較小，單片機輸出的TTL電平基本上驅動不了蜂鳴器，因此需要增加一個電流放大的電路。同時當單片機引腳輸出低電平時，LED燈亮，當單片機引腳輸出高電平時，LED滅。

三、軟件設計及實現

1、系統軟件流程圖

首先通過按鍵設置參考溫度，初始參考溫度為30度，按鍵按下一次溫度加/減一次。用過ds18b20來檢測實時溫度，并在數碼管上顯示，當檢測到溫度低于參考溫度時，單片機通過控制繼電器來控制電熱棒的通斷時間，從而控制水的加熱，當水溫高與參考溫度時，單片機控制風扇轉動來對水進行降溫，當溫度大于70度時，紅燈亮，并且蜂鳴器發出警報。

2、實驗結果

通過實驗成功實現了水溫的控制和檢測、達到預期實驗目標。智能水溫控制系統實物圖。

四、總結

本文設計一款適用性強，可實現對水溫的實時監控，滿足不同用戶水溫的要求。系統成本低廉，結構緊湊，操作非常簡便，可擴展性強，本設計完成了預期的實驗目標。

參考文獻

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