低温柜控制器设计-设计说明书
电子校园网 编号：
CP-51-2021-069-LW
设计摘要：
本论文以STC89C52单片机为核心控制器，结合其他模块构建了低温控制柜的整个系统。系统包含中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了STC89C52单片机，用于获取输入部分数据并进行处理，控制输出部分。输入部分由DHT11温湿度检测模块、霍尔检测模块、独立按键和供电电路组成。输出部分包括LCD1602显示模块、继电器控制制冷、继电器控制加热、JDY-31蓝牙模块、LED和蜂鸣器。通过该系统，能够实时监测温度和门的状态，并根据设定的阈值进行自动控制操作。同时，系统具备报警功能，能够及时提醒用户异常情况。该系统在低温环境下能够有效保护存储物品的质量和安全。
关键词：单片机；JDY-31蓝牙模块；DHT11温湿度检测模块
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 GSM通信方案选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 SIM900A通信模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 设置温度阈值检测实物测试
5.3 短信报警实物测试
5.4 温度过低和门没关好实物测试
5.5 故障检测实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着人们生活质量的日益提高，科学技术的快速发展以及医疗改革的不断深化，智能医疗低温柜在保证医疗产品存储安全方面发挥着非常重要的作用。智能医疗低温柜为现在医疗水平的高速提高提供了保障，已经成为医疗机构必不可少的医疗设备。储存在低温柜中用于诊断和治疗的药品对温度，环境湿度等相关因素都有很高的要求，如果温度不能准确控制或不能及时处理医用低温柜的故障，很可能会导致存储在医疗室中的医疗物品变质，给医疗机构，医护人员及患者家庭带来不必要的麻烦。因此，在本论文的设计中，将高精度智能温度控制系统和远程监控系统应用于医用低温柜。传统的医用低温柜不具备提醒功能，大多数传统的监控系统均为本地监控。可能存在柜内温度过高或未关好门等问题，这种类型的问题会导致诸如工作时间麻烦和繁重的劳动等问题。如果在没有人监管的情况下容易发生故障，医疗低温柜会造成不必要的损坏。因此，研究低温柜控制器具有重要意义，本设计中加入了短信远程报警功能，低温柜内温度超出温度设置上限或开门时间过长时进行声光报警并发送短信给工作人员，使工作人员可以更方便，更高效地使用低温柜。该系统软件功能完善，易于实际操作，稳定性高，能很好地满足了医疗机构的要求。
1.2 国内外研究现状
2021年李业疆公开了一种单片机低温控制模块,包括一冷水盘管,一恒温器,以及一感温元件,感温元件和恒温器相连接,恒温器和冷水盘管产生电性连接;感温元件和冷水盘管相接触;还包括一当冷水盘管温度高于设定值时,可自动使恒温器的触点复位的自动复位装置,该自动复位装置和所述感温元件,恒温器形成电性连接;本实用新型采用触发开关结构,温度监控模块和信息处理模块相结合,当温度监控模块监测到感温元件的温度达到一定数值后,可通过信息处理模块的信息处理控制,带动触发开关结构重新启动恒温器工作,避免了每次恒温器断开都需要人工重新启动的麻烦[1] .
2021年赵向斌，单波，李培荣，李斌，王学孔公开了一种应用于低温冷柜的PID恒温控制系统,包括变频器,压缩机,温度传感器和PID恒温控制器,变频器与压缩机连接,PID恒温控制器分别与变频器和温度传感器连接,所述温度传感器设置在冷柜内部,用于实时监测冷柜温度,并将监测的温度信号传送给PID恒温控制器,所述PID恒温控制器发送控制信号给变频器,控制压缩机的转速.该系统具有控制温度精准,控制温度波动范围小的优势,同时保证压缩机保持持续开机状态,避免了压缩机频繁开关机,提高了压缩机的制冷效率,延长了压缩机的使用寿命[2] .
2011年 Goloborod'Ko S研究用于溶氧液氩气量热仪低温布置的控制系统 （CS） 包括一台德州仪器 560/565 可编程逻辑控制器 （PLC）、两个带远程底座控制器和一组相应的输入/输出 （I/O） 模块的远程底座，以及一台 PC AST Premium 286（IBM AT 兼容型）。PLC扫描一组输入，并根据梯形图逻辑程序和PID控制环路提供一组输出。输入是来自设备状态开关或传感器的逻辑或模拟（电流、电压）信号。输出是逻辑或模拟（电流或电压）信号，用于切换螺线管和定位气动执行器。PLC 的编程是使用安装在 PC 中的 TISOFT2/560/565 软件包预先形成的。PC 通过串行 RS232 端口与 PLC 通信，并使用 Xpresslink 软件为低温过程提供操作员接口[9] 。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计是一个低温控制柜系统，旨在保护存储物品在低温环境下的质量和安全。系统采用STC89C52单片机为核心控制器，结合多个输入和输出模块构建整个系统。
通过DHT11温湿度检测模块和霍尔检测模块，系统能够实时监测温度、湿度和门的状态。利用继电器控制制冷和加热设备，系统可以根据设定的温度阈值自动控制温度。LCD1602显示模块用于显示相关信息，JDY-31蓝牙模块可发送异常信息至手机。另外，LED和蜂鸣器用于报警提醒。
该系统具有实时监测、自动控制和报警功能，可广泛应用于冷库、冷藏车、实验室等低温环境下的物品存储和保护。
