浅析创新型基于物联网的温度控制系统

王蕾

背景介绍：

物联网是指技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体之间 ，环境以及状态信息实时共享以及智能化的收集、传递、处理、执行实现更深入的物联化，它具有很好的优势，通过对室内物品的控制，可以实现监管、报警、控制等多种功能，温控电路时日常生活中常见的控温装置，在工业生产中也占有极其重要的地位，传统的温控电路大多使用按键开关进行控制，随着智能化时代的到来，已经不能满足人们的需求，因此如何将物联网和温控电路相结合已经成为现代化温控技术的研究方向。

一种基于物联网的温度控制系统，包括温度采集模块、信号放大电路、单片机控制中心、物联网无线终端和显示模块，所述温度采集模块的信号输出端连接信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端连接单片机控制中心，所述单片机控制中心还分别连接显示模块、电源模块、物联网无线终端、第一光耦合器和第二光耦合器，第一光耦合器还连接控制元件A，控制元件A还连接加温设备，第二光耦合器还连接控制元件B，控制元件B还连接加温设备。

优选方案：所述电源模块包括整流桥T、变压器W、电容C1和电阻R1，变压器W的绕组N1的两端分别连接220V交流电的两端，变压器W的绕组N2的两端分别连接整流桥T的端口1和整流桥T的端口3，整流桥T的端口2连接电容C1、电容C3、二极管D1的阴极和芯片IC1的引脚1，整流桥T的端口4连接电容C1的另一端、电容C2、电阻R2、二极管D2的阳极、三极管Q1的发射极和芯片IC1的引脚3，二极管D1的阳极连接电阻R1，电阻R1的另一端连接电阻R2的另一端和三极管Q1的基极，电容C3的另一端连接电阻R3和芯片IC1的引脚5，电阻R3的另一端连接三极管Q1的集电极，芯片IC1的引脚2连接电感L1和二极管D2的阴极，电感L1的另一端连接电容C2的另一端、芯片IC1的引脚4和单片机，所述芯片IC1的型号为LM7525。

与现有技术相比，其有益效果是：将现有的温度控制元件和物联网模块相结合，实现了远程智能控制温度升高和降低的目的，并且使用高稳定性的电源作为单片机的供电模块，提高了系统的稳定性，因此具有使用方便、智能程度高和稳定性强的优点。

图一

图1为基于物联网的温度控制系统的结构图；

图2为电源模块的电路图。

具体实施方式

请参阅图1、2，一种基于物联网的温度控制系统，包括温度采集模块、信号放大电路、单片机控制中心、物联网无线终端和显示模块，所述温度采集模块的信号输出端连接信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端连接单片机控制中心，所述单片机控制中心还分别连接显示模块、电源模块、物联网无线终端、第一光耦合器和第二光耦合器，第一光耦合器还连接控制元件A，控制元件A还连接加温设备，第二光耦合器还连接控制元件B，控制元件B还连接加温设备。

优选方案：所述电源模块包括整流桥T、变压器W、电容C1和电阻R1，变压器W的绕组N1的两端分别连接220V交流电的两端，变压器W的绕组N2的两端分别连接整流桥T的端口1和整流桥T的端口3，整流桥T的端口2连接电容C1、电容C3、二极管D1的阴极和芯片IC1的引脚1，整流桥T的端口4连接电容C1的另一端、电容C2、电阻R2、二极管D2的阳极、三极管Q1的发射极和芯片IC1的引脚3，二极管D1的阳极连接电阻R1，电阻R1的另一端连接电阻R2的另一端和三极管Q1的基极，电容C3的另一端连接电阻R3和芯片IC1的引脚5，电阻R3的另一端连接三极管Q1的集电极，芯片IC1的引脚2连接电感L1和二极管D2的阴极，电感L1的另一端连接电容C2的另一端、芯片IC1的引脚4和单片机，所述芯片IC1的型号为LM7525。

物联网无线终端还通过3G无线网络连接用户手机。物联网无线终端包括TC35I GPRS模块和SIM卡。单片机控制中心的核心部件是STC89C52单片机。显示模块为7寸LED显示屏。开关元件A和开关元件B均为继电器。

工作原理：系统主要由温度采集模块、信号放大电路、电源模块、单片机控制中心、物联网无线终端和显示模块，其中电源模块如图2所示，工作中，市电电压输入后，经由变压器W降压、整流桥T整流与电容C1一次滤波后，由电压门槛电路进行电压门槛检测，确保其电压可以达到稳压二极管D2 稳定电压12V之上。此后延时电路延时10毫秒启动开关稳压集成电路IC1的功能，从而实现电源输出

电压0到5V的阶跃变化。经过稳压的电压经C2二次滤波后，方可供单片机使用。在电路中设置门槛电路，可针对输入电压进行门槛检测，确保输入电压可以到达稳压二极管设定电压，同时确保了电压输入后的稳定性，避免了市电电压的电压波动而造成的电源输出电压不稳现象，提高单片机上电复位的可靠性。在电路中设置延时电路，可使得电路延时10毫秒后启动开关稳压集成电路LM2575的功能，实现电源输出电压0到5V的阶跃变化，同时通过避开电压波动时间从而避免了电压波动所形成的不稳定性，确保单片机上电复位过程完整成功。

STC89C52作为该系统处理器，内含8 kB的Flash内存。18B20作为系统的温度采集部分，温度采集电路采集到的温度信号经过信号放大电路放大后以9位数字量传送给单片机，单片机把温度数据处理之后通过显示模块出来。当单片机发生串口中断时，单片机启动物联网无线终端内部的TC35I模块读取短信内容和手机号码，若消息内容和预先设定的内容相符，就执行相应的操作，比如发送“openl”就打开控制元件1，单片机执行成功后，通过GSM网络反馈短信给用户。系统可自动进行温度控制，用户根据需要设定温度，当采集温度低于设定温度时，系统打开继电器1，此时加温设备工作。当采集温度高于设定温度时系统打开继电器2，此时降温设备工作。用户也可以通过手机发送短信来远程打开或关闭任意一路继电器。