模拟自动恒温控制系统5

智能家居五大系统解决方案目录一、智能家居控制系统 (2)1.1 系统概述 (3)1.2 功能介绍 (4)1.3 应用场景 (5)二、智能照明系统 (6)2.1 系统概述 (7)2.2 功能介绍 (9)2.3 应用场景 (10)2.4 案例分析 (11)三、智能安防系统 (13)3.1 系统概述 (14)3.2 功能介绍 (14)3.3 应用场景 (16)3.4 案例分析 (17)四、智能家电控制系统 (18)4.1 系统概述 (20)4.2 功能介绍 (21)4.3 应用场景 (23)4.4 案例分析 (24)五、智能环境监测系统 (26)5.1 系统概述 (27)5.2 功能介绍 (28)5.3 应用场景 (29)5.4 案例分析 (31)一、智能家居控制系统智能家居控制系统是整个智能家居生态系统的核心，它负责统一管理和协调各个子系统的工作，为用户提供舒适、便捷、安全的生活环境。

该系统通过先进的物联网技术、人工智能算法和自动化控制手段，将家中的各种智能设备连接在一起，形成一个互联互通的网络。

在智能家居控制系统中，用户可以通过手机、平板等移动设备，随时随地对家中的设备进行远程控制。

系统支持语音识别控制，用户只需简单的语音指令，即可实现设备的开关、调节等操作。

智能家居控制系统还具备学习适应能力，能够根据用户的使用习惯和偏好，自动调整设备的运行参数，从而为用户提供更加个性化的居住体验。

在安全性方面，智能家居控制系统也做足了功夫。

它配备了完善的安全防护体系，包括家庭防盗、防火、防水等多重保障措施。

用户可以通过手机实时查看家中的安全状况，确保家中安全无忧。

系统还具备自动报警功能，在发生异常情况时，能够及时向用户发送警报信息，确保用户的生命财产安全。

智能家居控制系统作为智能家居生态系统的核心组成部分，以其智能化、高效化、安全化的特点，极大地提升了用户的生活品质和便利性。

随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，智能家居控制系统将继续发挥重要作用，为人们创造更加美好的居住环境。

计算机测量与控制．２０２２．３０（２）　犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾　·１３７　·收稿日期：２０２１１２０８；　修回日期：２０２２０１０３。

作者简介：刘丽飞（１９８９），女，黑龙江肇州人，硕士，助理研究员，主要从事同位素分离工艺及材料方向的研究。

引用格式：刘丽飞，吕卫星，武　超，等．基于ＴＥＣ和ＰＩＤ的恒温控制系统［Ｊ］．计算机测量与控制，２０２２，３０（２）：１３７１４４．文章编号：１６７１４５９８（２０２２）０２０１３７０８ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０２２．０２．０２０ 中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ基于犜犈犆和犘犐犇的恒温控制系统刘丽飞，吕卫星，武　超，任　英（中国原子能科学研究院，北京　１０２４１３）摘要：量热法可用于表征放射性核素衰变热功率；基于热平衡模式的量热系统，测量过程对测试环境波动较为敏感，测量精度受环境温度影响较大，因而对环境温度稳定性要求较高；为向量热系统提供稳定的恒温测试环境，基于ＬａｂＷｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ虚拟仪器开发平台，以半导体制冷器（ＴＥＣ）为制冷元件、Ｐｔ１００型铂电阻温度传感器为测温元件、高精度数字源表作为电源、高精度数字多功能表为温度测量仪表，基于网络通讯，采用比例－积分－微分（ＰＩＤ）控制策略，设计开发了量热计恒温控制系统；开发完成的系统软件可实现仪表通讯、数据采集与显示、恒温控制、数据分析与存储功能；以量热系统恒温层结构材料铝锭为对象进行了恒温效果测试，测试时长４８ｈ，远高于量热系统单位测量周期；结果显示，该恒温系统可获得±０．２℃的控温精度，满足量热测试对系统环境温度稳定性的要求。

关键词：温度控制；ＰＩＤ；ＴＥＣ；软件设计；性能测试犆狅狀狊狋犪狀狋犜犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犆狅狀狋狉狅犾犛狔狊狋犲犿犅犪狊犲犱狅狀犜犈犆犪狀犱犘犐犇ＬＩＵＬｉｆｅｉ，Ｌ Ｗｅｉｘｉｎｇ，ＷＵＣｈａｏ，ＲＥＮＹｉｎｇ（ＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｔｏｍｉｃＥｎｅｒｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０２４１３，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙｉｓａｎａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅｄｅｃａｙ．Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃｓｙｓｔｅｍｗｏｒｋｉｎｇａｔｔｈｅｒｍａｌｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｍｏｄｅｉｓｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄｉｔｓｍｅａｓ ｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｉｓｅａｓｉｌｙｅｆｆｅｃｔｅｄｂｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｒｅｑｕｉｒｅｄｂｙｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｓｔａｂｌｅｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃｓｙｓ ｔｅｍ，ａｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＬａｂＷｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｌａｔｆｏｒｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｅｍｐｌｏｙｅｄｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｏｌｅｒ（ＴＥＣ）ａｓｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎｅｌｅｍｅｎｔ，Ｐｔ１００ｐｌａｔｉｎｕｍｒｅ ｓｉｓｔａｎｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒａｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｌｅｍｅｎｔ，ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄｉｇｉｔａｌｓｏｕｒｃｅｍｅｔｅｒａｓｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ，ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄｉｇｉｔａｌｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎｍｅｔｅｒａｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ｎｅｔｗｏｒｋｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄａＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎ－Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ－ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｈｉｃｈｉｓｒｅｆｅｒｒｅｄａｓＰＩＤａｌｇｏｒｉｔｈｍａｓｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｔｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄｓｏｆｔｗａｒｅｒｅａｌｉｚｅｄｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｐｌａｙ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｔｏｒａｇｅ．Ａｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｏｎｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｉｃｌａｙｅｒｏｆａｌｕｍｉｎｕｍｉｎｇｏｔｓｉｎｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃｓｙｓｔｅｍｆｏｒ４８ｈｏｕｒｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｆａｒｌｏｎｇｅｒｔｈａｎｔｈｅｔｉｍｅｒｅｑｕｉｒｅｄｆｏｒａｓｉｎｇｌｅｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃｔｅｓｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓａｂｌｅｔｏａｃｈｉｅｖｅａｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌａｃｃｕｒａｃｙｏｆ±０．２℃，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｔｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅｃａｌｏｒｉｍｅｔ ｒｉｃｓｙｓｔｅｍ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ；ＰＩＤ；ＴＥＣ；ｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔ０　引言量热法是放射性核素质量计量最有效的无损分析（ＮＤＡ，ｎｏｎ－ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅａｓｓａｙ）方法之一［１３］。

课程设计课题：单片机培养箱温控系统设计本课程设计要求：温度控制系统基于单片机，实现对温度的实时监控，实现控制的智能化。

设计了培养箱温度控制系统，配备温度传感器，采用DS18B20数字温度传感器，无需数模/数转换，可直接与单片机进行数字传输，采用PID控制技术，可保持温度在要求的恒定范围内，配备键盘输入设定温度；配备数码管L ED显示温度。

技术参数及设计任务：1、使用单片机AT89C2051控制温度，使培养箱保持最高温度110 ℃ 。

2、培养箱温度可预设，干燥过程恒温控制，控温误差小于± 2℃.3、预设时显示设定温度，恒温时显示实时温度。

采用PID控制算法，显示精确到0.1℃ 。

4、当温度超过预设温度±5℃时，会发出声音报警。

和冷却过程没有线性要求。

6、温度检测部分采用DS18B20数字温度传感器，无需数模/数转换，可直接与单片机进行数传7 、人机对话部分由键盘、显示器、报警三部分组成，实现温度显示和报警。

本课程设计系统概述一、系统原理选用AT89C2051单片机作为中央处理器，通过温度传感器DS18B20采集培养箱的温度，并将采集的信号传送给单片机。

驱动培养箱的加热或冷却。

2、系统整体结构总体设计应综合考虑系统的总体目标，进行初步的硬件选型，然后确定系统的草案，同时考虑软硬件实现的可行性。

经过反复推敲，总体方案确定以爱特梅尔公司推出的51系列单片机为温度智能控制系统核心，选用低功耗、低成本的存储器、数显等元器件。

总体规划如下：图1 系统总体框图2、硬件单元设计一、单片机最小系统电路Atmel公司的AT2051作为89C单片机，完全可以满足本系统所需的采集、控制和数据处理的需要。

单片机的选择在整个系统设计中非常重要。

该单片机具有与MCS-51系列单片机兼容性高、功耗低、可在接近零频率下工作等诸多优点。

广泛应用于各种计算机系统、工业控制、消费类产品中。

AT 89C2051 是 AT89 系列微控制器中的精简产品。

hvac中恒温器的控制方案1.引言1.1 概述概述随着现代社会的发展，人们对室内环境的舒适性要求越来越高。

而恒温器作为一种能够实现室内温度控制的设备，在HVAC（暖通通风空调）系统中发挥着重要的作用。

恒温器的功能是通过监测室内温度，并通过相应的控制策略来调节空调系统的运行，从而保持室内温度在一个稳定的范围内。

在过去，恒温器的控制方案主要以传统的手动调节为主，用户需要根据个人的需求对温度进行调整。

然而，这种方式显然存在许多弊端，例如不方便、浪费能源、容易出错等。

因此，随着科技的进步和技术的发展，自动控制恒温器逐渐取代了传统的手动恒温器，成为了HVAC系统的主流。

自动控制恒温器通过利用各种传感器感知室内环境的温度，并根据预设的温度设定值进行调节，实现室内温度的恒定。

这种恒温器不仅提高了室内环境的舒适性，减少了用户的操作负担，还能够节约能源，提高系统的效率。

当前，恒温器的控制方案也在不断创新和完善。

基于物联网技术的恒温器、人工智能技术的应用以及与其他智能设备的联动等新的控制方案，使恒温器的功能更加智能化、个性化。

这些新的控制方案将进一步提高室内环境的舒适性和能源利用效率，为用户带来更好的使用体验。

本文将对恒温器的控制方案进行全面的介绍和分析，包括恒温器的作用、HVAC中常见的恒温器类型，并总结目前的控制方案，并展望未来的发展趋势。

1.2 文章结构2.正文的部分将会详细讨论恒温器在HVAC系统中的控制方案。

首先，我们将简要介绍恒温器的作用和其在HVAC系统中的重要性。

然后，我们将探讨HVAC系统中常见的恒温器类型，包括传统的机械恒温器、电子恒温器和智能恒温器。

每种类型的恒温器都有其特点和适用场景，我们将讨论它们的优缺点以及在不同环境下的适用性。

在接下来的部分中，我们将重点关注恒温器的控制原理和控制方式。

我们将详细介绍传统机械恒温器的工作原理，以及通过调节室内温度达到恒温的方法。

同时，我们将探讨电子恒温器和智能恒温器的控制方式，包括程序控制、传感器反馈和远程控制等。

高精度恒温恒湿中央空调的系统设计与控制方案 随着现代工业的不断发展,生产技术的不断进步,对于产品的精度要求也不断提高,恒温恒湿空调（以下简称CRAC ）的应用范围也越来越广,要求也越来越高。

对于高精度CRAC ，空调房间维护结构应满足《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）中表和表的要求，在此基础上，高精度CRAC 的关键在于空调系统的设计和自控系统的设计。

一、 送风温差的确定CRAC 对送风温差和送风量都有一定的要求，因为大的送风量和小的送风温差可以使空调区域温度均匀、减少区域的温度偏差，同时使得气流分布比较稳定。

《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）中表给出了不同精度范围下的送风温差设计值。

本文讨论的高精度温度参数允许波动范围≤℃，其送风温差应＜1℃。

二、 气流组织形式与计算根据《实用供热空调设计手册》说明，当空调房间的层高较低，且有吊平顶可供利用，单位面积送风量很大，而空调区又需要保持较低的风速，或对区域温差有严格要求时，应采用孔板送风。

孔板送风是利用吊顶上面的空间为稳压层，空气由送风管进入稳压层后，在静压作用下，通过在吊顶上开设的具有大量小孔的多孔板，均匀地进入空调区的送风方式，而回风口则均匀的布置在房间的下部。

根据送风温差和房间热湿负荷可确定房间送风量，根据送风量和工作区最大风速限制（一般＜s ）可计算出微孔铝板的孔径。

三、 空气处理流程实验室的回风与部分室外新风进入空调机组的混风段进行混合后,气体通过表冷器冷却到机械露点温度进行除湿，之后通过一级电加热（或二次回风混合）对空气加热至接近室温，如湿度过低则对空气进行电极加湿（等温加湿），处理过的空气通过风机送入风道，空气进入末端控制区域房间后，经过风道上安装的SSR 二级电加热对送风温度进行补偿后送入实验室末端控制区域。

四、 控制系统方案1、新风风速传感器、新风阀控制：PLC 根据送风量与设定新风占送风量的比例得出新风量，已知新风口面积根据测得的风速自动调节新风阀开度，达到新风与送风占比衡定的目的。

自动恒温水龙头原理
自动恒温水龙头是一种智能化的水龙头设备，其原理主要基于温度和流量传感器的反馈控制。

其工作流程包括以下几个步骤：
1. 检测水流
自动恒温水龙头内置流量传感器，可以实时感知水流的大小和速度。

当有水流通过时，传感器会发送信号给控制系统。

2. 检测水温
自动恒温水龙头还配备有温度传感器，用于实时监测出水口的水温。

传感器会将温度信息发送给控制系统。

3. 控制阀门
控制系统根据水流和水温的反馈信息，对内置的阀门进行精确控制。

当用户需要调节水温时，控制系统会自动调整阀门的开关状态，使冷水和热水的比例达到预设的温度。

4. 保持恒温
一旦控制系统调整好阀门的开关状态，自动恒温水龙头会保持恒定的出水温度。

当水温或水流发生变化时，控制系统会自动对阀门进行微调，以保持恒温效果。

通过以上步骤，自动恒温水龙头可以实现根据用户需求自动调节出水温度，并在使用过程中持续保持恒温效果。

这种智能化的设计，不仅提高了用户的使用舒适度，同时也提高了能源利用效率，节省了水和热能的消耗。

第一章引论1-1 试描述自动控制系统基本组成，并比较开环控制系统和闭环控制系统的特点。

答：自动控制系统一般都是反馈控制系统，主要由控制装置、被控部分、测量元件组成。

控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的，按其职能分，主要有给定元件、比较元件、校正元件和放大元件。

如下图所示为自动控制系统的基本组成。

开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向作用，而没有反向联系的控制过程。

此时，系统构成没有传感器对输出信号的检测部分。

开环控制的特点是：输出不影响输入，结构简单，通常容易实现；系统的精度与组成的元器件精度密切相关；系统的稳定性不是主要问题；系统的控制精度取决于系统事先的调整精度，对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。

闭环控制的特点是：输出影响输入，即通过传感器检测输出信号，然后将此信号与输入信号比较，再将其偏差送入控制器，所以能削弱或抑制干扰；可由低精度元件组成高精度系统。

闭环系统与开环系统比较的关键，是在于其结构有无反馈环节。

1-2 请说明自动控制系统的基本性能要求。

答：自动控制系统的基本要求概括来讲，就是要求系统具有稳定性、快速性和准确性。

稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。

稳定性通常由系统的结构决定与外界因素无关。

对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值（例如恒温控制系统）。

对随动系统，被控制量始终跟踪参量的变化（例如炮轰飞机装置）。

快速性是对过渡过程的形式和快慢提出要求，因此快速性一般也称为动态特性。

在系统稳定的前提下，希望过渡过程进行得越快越好，但如果要求过渡过程时间很短，可能使动态误差过大，合理的设计应该兼顾这两方面的要求。

准确性用稳态误差来衡量。

在给定输入信号作用下，当系统达到稳态后，其实际输出与所期望的输出之差叫做给定稳态误差。

显然，这种误差越小，表示系统的精度越高，准确性越好。

当准确性与快速性有矛盾时，应兼顾这两方面的要求。