一種智能廚寶及其控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種智能廚寶及其控制系統。智能廚寶控制系統包括單片機控制電路、溫度監測電路、水位監測電路、按鍵電路；所述單片機控制電路分別與所述溫度監測電路、水位監測電路、按鍵電路相連；所述按鍵電路用于根據外部輸入向所述單片機控制電路發送按鍵調節信號，所述水位監測電路用于采集水箱中的水位監測信號傳輸給所述單片機控制電路，所述溫度監測電路用于采集水溫信號傳輸給所述單片機控制電路，所述單片機控制電路用于：根據所述按鍵調節信號確定目標溫度范圍和目標水位范圍，根據所述水溫信號和所述目標溫度范圍獲得加熱控制信號，根據所述水位監測信號和所述目標水位范圍獲得水位控制信號。
【專利說明】
-種智能廚寶及其控制系統
技術領域
[0001] 本實用新型設及智能家居技術領域，具體地，設及一種智能廚寶及其控制系統。
【背景技術】
[0002] 隨著社會生活的改善，熱水器作為生活用品也廣泛應用與人們的生活中，而電熱 水器由于具有使用安全環保方便等多種特點，收到了人們的普遍承認，廣泛應用在人們的 日常生活中。廚寶是一種廚房使用的小型熱水器，市售的廚寶在加熱后自動斷電，當需要大 量熱水時無法及時供應，市面上現成的產品的動輒也要好幾百，產品造價較高而且功能不 夠完善。 【實用新型內容】
[0003] 針對現有技術中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種智能廚寶及其控制系統。
[0004] 根據本實用新型提供的一種智能廚寶控制系統，包括單片機控制電路、溫度監測 電路、水位監測電路、按鍵電路；
[0005] 所述單片機控制電路分別與所述溫度監測電路、水位監測電路、按鍵電路相連；
[0006] 所述按鍵電路用于根據外部輸入向所述單片機控制電路發送按鍵調節信號，
[0007] 所述水位監測電路用于采集水箱中的水位監測信號傳輸給所述單片機控制電路， [000引所述溫度監測電路用于采集水溫信號傳輸給所述單片機控制電路，
[0009] 所述單片機控制電路用于：
[0010] 根據所述按鍵調節信號確定目標溫度范圍和目標水位范圍，根據所述水溫信號和 所述目標溫度范圍獲得加熱控制信號，根據所述水位監測信號和所述目標水位范圍獲得水 位控制信號。
[0011] 作為一種優化方案，還包括水累開關控制電路、加熱開關控制電路；
[0012] 所述水累開關控制電路、加熱開關控制電路分別與所述單片機控制電路相連;所 述水累開關控制電路響應所述水位控制信號的控制，所述加熱開關控制電路響應所述加熱 控制信號的控制。
[0013] 作為一種優化方案，所述水累開關控制電路和加熱開關控制電路分別都包括JDQ- D巧繼電器忍片。
[0014] 作為一種優化方案，還包括遙控電路;所述遙控電路包括相互無線連接的主機信 號接收電路和遙控器信號發射電路，所述主機信號接收電路與所述單片機控制電路相連， 所述主機信號接收電路用于將自所述遙控器信號發射電路接收的無線遙控信號傳輸至所 述單片機控制電路；
[0015] 所述單片機控制電路還用于在未接收到所述按鍵調節信號的狀態下根據所述無 線遙控信號確定目標溫度范圍和目標水位范圍。
[0016] 作為一種優化方案，所述主機信號接收電路包括1838T紅外接收頭；
[0017] 遙控器信號發射電路為紅外線遙控器信號發射電路。
[0018] 作為一種優化方案，還包括液晶顯示電路;所述液晶顯示電路與所述單片機控制 電路相連，所述單片機控制電路還用于將所述目標溫度范圍和/或目標水位范圍通過所述 液晶顯示電路進行顯示。
[0019] 作為一種優化方案，還包括報警電路;所述報警電路與所述單片機控制電路相連，
[0020] 所述單片機控制電路還用于在根據所述水溫信號獲得的當前水溫大于目標溫度 范圍最大值的狀態下通過所述報警電路進行提示，或根據所述水位監測信號獲得的當前水 位超出目標水位范圍的狀態下通過所述報警電路進行提示。
[0021] 作為一種優化方案，所述單片機控制電路包括STC89C51單片機、STC89巧1單片機 外圍電路;所述STC89C51單片機及STC89C51單片機外圍電路構成STC89C51單片機最小系統 電路；
[0022] 所述按鍵電路包括若干個獨立式按鍵，每個所述獨立式按鍵的復位引腳與所述 STC89C51單片機的RST引腳相連，所述獨立式按鍵的輸出引腳分別與所述STC89C51單片機 的第14-17引腳中的任一引腳相連。
[0023] 作為一種優化方案，所述溫度監測電路包括DS18B20溫度傳感器；
[0024] 所述水位監測電路包括水位傳感器和LM393比較器忍片電路，所述水位傳感器設 于水箱中且與所述LM393比較器忍片電路相連，所述LM393比較器忍片電路的輸出端與所述 單片機控制電路相連。
[0025] 基于同一構思，本實用新型還提供了一種智能廚寶，包括所述的智能廚寶控制系 統。
[00%]與現有技術相比，本實用新型具有如下的有益效果：
[0027] 本發明所設計的智能廚寶控制系統，不僅功能齊全，而且電路簡單，制作成本低。
【附圖說明】

[0028] 通過閱讀參照W下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特 征、目的和優點將會變得更明顯：
[0029] 圖1為可選的一種智能廚寶控制系統結構框圖；
[0030] 圖2為可選的STC89C51單片機最小系統電路；
[0031 ]圖3為可選的電源電路設計框圖；
[0032] 圖4為可選的獨立式按鍵電路圖；
[0033] 圖5為可選的一種報警電路圖；
[0034] 圖6為可選的LM39化k較器忍片電路示意圖；
[0035] 圖7為可選的液晶顯示電路與所述單片機控制電路引腳連接示意圖；
[0036] 圖8為可選的JDQ-D巧繼電器忍片的接線圖
【具體實施方式】
[0037] 下面結合具體實施例對本實用新型進行詳細說明。W下實施例將有助于本領域的 技術人員進一步理解本實用新型，但不W任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領 域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可W做出若干變形和改進。 運些都屬于本實用新型的保護范圍。
[0038] 本系統由硬件部分與軟件部分構成，硬件部分由單片機最小系統配W按鍵、1602 液晶顯示器、蜂鳴器W及水位水溫傳感器構成。采用C語言編程可W完成加熱時間的設定， 按鍵控制，水溫的控制W及紅外控制的功能。為了讓本智能廚寶系統擁有更加好的移植性， 四個獨立按鍵通過單片機的Pl 口掃描查詢，各自執行"設置"、V'確認"功能。除此之 外本智廚寶系統還使用了紅外遙控的功能，提高了系統的操控性和安全性。
[0039] 系統開始運行，首先進入鍵盤掃描子系統掃描功能按鍵，如果沒有檢測到按鍵則 按照默認值繼續運行，反之進行溫度范圍設置。確認了要設置值后檢測加減按鍵，進行溫度 范圍調節。確認之后，按照設定值運行程序，由DS18B20溫度傳感器來采集實時的水溫，當采 集到值經過轉換后得出實時的水溫低于預設水溫下限時，開始加熱；實時水溫高于預設水 溫上限時，停止加熱。并可W預約加熱，設定時間多少分鐘(時間范圍0-999 )，定時時間到達 自動開始加熱。智能廚寶控制系統還可W通過改變兩個水位傳感器的位置檢測水位的變 化，按照需要打開水累繼電器來達到調整水量多少的目的。
[0040] 如圖1所示的一種智能廚寶控制系統，包括單片機控制電路、溫度監測電路、水位 監測電路、按鍵電路；
[0041] 所述單片機控制電路分別與所述溫度監測電路、水位監測電路、按鍵電路相連；
[0042] 所述按鍵電路用于根據外部輸入向所述單片機控制電路發送按鍵調節信號，
[0043] 所述水位監測電路用于采集水箱中的水位監測信號傳輸給所述單片機控制電路，
[0044] 所述溫度監測電路用于采集水溫信號傳輸給所述單片機控制電路，
[0045] 所述單片機控制電路用于：
[0046] 根據所述按鍵調節信號確定目標溫度范圍和目標水位范圍，根據所述水溫信號和 所述目標溫度范圍獲得加熱控制信號，根據所述水位監測信號和所述目標水位范圍獲得水 位控制信號。
[0047] 所述的智能廚寶控制系統還包括水累開關控制電路、加熱開關控制電路；
[0048] 所述水累開關控制電路、加熱開關控制電路分別與所述單片機控制電路相連;所 述水累開關控制電路響應所述水位控制信號的控制，所述加熱開關控制電路響應所述加熱 控制信號的控制。
[0049] 所述水累開關控制電路和加熱開關控制電路分別都包括JDQ-D巧繼電器忍片。
[0050] 電磁繼電器一般由鐵忍、線圈、銜鐵、觸點黃片等組成的。只要在線圈兩端加上一 定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用 下克服返回彈黃的拉力吸向鐵忍，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線 圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈黃的反作用力返回原來的位置，使動觸點 與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。運樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目 的。對于繼電器的"常開、常閉"觸點，可W運樣來區分:繼電器線圈未通電時處于斷開狀態 的靜觸點，稱為"常開觸點"；處于接通狀態的靜觸點稱為"常閉觸點"。繼電器一般有兩股電 路，為低壓控制電路和高壓工作電路。
[0051] JDQ-D巧繼電器忍片在本設計中有兩個用途:作為進水累工作的開關和加熱棒的 開關作用，單片機控制電路給出一個電信號經過=極管的放大給繼電器內的線圈一個電流 達到開關控制的目的，圖8為JDQ-D巧繼電器忍片的接線圖。
[0052] 所述的智能廚寶控制系統還包括遙控電路;所述遙控電路包括相互無線連接的主 機信號接收電路和遙控器信號發射電路，所述主機信號接收電路與所述單片機控制電路相 連，所述主機信號接收電路用于將自所述遙控器信號發射電路接收的無線遙控信號傳輸至 所述單片機控制電路；
[0053] 所述單片機控制電路還用于在未接收到所述按鍵調節信號的狀態下根據所述無 線遙控信號確定目標溫度范圍和目標水位范圍。
[0054] 所述主機信號接收電路包括1838T紅外接收頭；
[0055] 遙控器信號發射電路為紅外線遙控器信號發射電路。
[0056] 1838T紅外接收頭是一款非常適合用于室內的傳感器，采用內外雙屏蔽封裝結構， 抗光、電磁干擾的能力極其的出色，寬角度及長距離都可W接收(22-25M)。由于它的通用性 及極高的性價比被廣泛應用于電視、機頂盒、空調、電風扇、燈具等家用電器。表2-1為1838T 的極限參數。
[0化7] 表2-1 1838T的極限參數 [0化引
[0059] 紅外線遙控器信號發射電路是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外 線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點其它小型電器裝置上也紛紛采用紅 外線遙控。工業設備環境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。
[0060] 所述的智能廚寶控制系統還包括液晶顯示電路;所述液晶顯示電路與所述單片機 控制電路相連，所述單片機控制電路還用于將所述目標溫度范圍和/或目標水位范圍通過 所述液晶顯示電路進行顯示。所述液晶顯示電路與所述單片機控制電路相連引腳參見圖7。 [0061 ]在本實施例中，用LCD液晶屏來構成顯示部分。LCD液晶顯示器具有功耗低、壽命 長、無福射、不易引起視疲勞等優點，正在被廣泛應用于儀表、家用電器、計算機、醫療儀器 及交通和通信領域。字符型液晶顯示模塊是一種專口用于顯示字母、數字、符號等點陣式 LCD目前常用16*1 16*2 20巧和40巧行等的模塊。是一種很常用的小型液晶顯示模塊在單 片機系統、嵌入式系統等的人機界面中得到了廣泛的應用。
[0062] 160化邸液晶顯示電路主要技術參數如下：
[0063] (1)顯示容量:16 X 2個字符
[0064] (2)忍片工作電壓:4.5-5.5V [00化](3)工作電流:2.0mA(5.0V)
[0066] (4)模塊最佳工作電壓:5. OV
[0067] (5)字符尺寸:2.95X4.35(WXH)mm
[0068] 引腳功能說明：
[0069] 160化C的夜晶顯示電路采用標準的14腳(無背光）或16腳（帶背光)接口，各引腳接 口說明如表2-2所示。
[0070] 表2-2引腳接口說明表
[0071]
[0072] 所述的智能廚寶控制系統還包括報警電路;所述報警電路與所述單片機控制電路 相連，
[0073] 所述單片機控制電路還用于在根據所述水溫信號獲得的當前水溫大于目標溫度 范圍最大值的狀態下通過所述報警電路進行提示，或根據所述水位監測信號獲得的當前水 位超出目標水位范圍的狀態下通過所述報警電路進行提示。
[0074] 本實施例中報警電路采用蜂鳴器。當溫度超過上限或是無水空燒該報警電路就會 通過蜂鳴器發出報警，提示水溫過高或者無水空燒需要注意安全。
[0075] 圖5為報警電路，圖中S極管9012的主要作用是驅動蜂鳴器的發聲。單片機的IO 口 的輸出不足W驅動蜂鳴器使之發出聲響，所W采用=極管的放大驅動了電流，從而可W讓 蜂鳴器發出聲音。
[0076] 所述單片機控制電路包括STC89C51單片機、STC89巧1單片機外圍電路；所述 STC89C51單片機及STC89C51單片機外圍電路構成STC89C51單片機最小系統電路；
[0077] 所述按鍵電路包括若干個獨立式按鍵，每個所述獨立式按鍵的復位引腳與所述 STC89C51單片機的RST引腳相連，所述獨立式按鍵的輸出引腳分別與所述STC89C51單片機 的第14-17引腳中的任一引腳相連。
[0078] 本實施例中的按鍵電路采用獨立式按鍵，是直接用I/O 口線構成的單個按鍵電路， 其特點是每個按鍵單獨占用一根I/O 口線，每個按鍵的工作不會影響其它I/O 口線的狀態。
[0079] 按鍵輸入均采用低電平有效，此外，上拉電阻保證了按鍵斷開時，I/O口線有確定 的高電平。當I/O 口線內部有上拉電阻時，外電路不可接上拉電阻。獨立式按鍵的軟件常采 用查詢式結構。獨立式按鍵如圖4所示.
[0080] STC89C51單片機最小系統電路由STC89C51單片機及其外圍電路組成，外圍電路包 括時鐘電路和復位電路兩部分，是本系統的控制核屯、。圖2所示為STC89C51單片機最小系統 電路。
[0081 ] 所述溫度監測電路包括DS18B20溫度傳感器；
[0082] 所述水位監測電路包括水位傳感器和LM393比較器忍片電路，所述水位傳感器設 于水箱中且與所述LM393比較器忍片電路相連，所述LM393比較器忍片電路的輸出端與所述 單片機控制電路相連。
[0083] 本實施例采用的是一款很簡單，性價比很高的水位/液滴識別檢測傳感器-water sensor水位傳感器。它通過許多條暴露在PCB面板外側的平行的導線構成，當有水在其表面 時導線之間被短路時采集到的電壓值被LM393比較器忍片電路獲取再被單片機讀取，根據 程序的設定采取相應的措施。
[0084] LM393比較器忍片電路是高增益，寬頻帶器件，像大多數比較器一樣，如果輸出端 到輸入端有寄生電容而產生禪合，則很容易產生振蕩。比較器的所有沒有用的引腳必須接 地。LM393比較器忍片電路偏置網絡確立了其靜態電流與電源電壓范圍2.0~30V無關，通常 電源不需要加旁路電容。圖6為LM39化k較器忍片電路示意圖。
[0085] LM39化k較器忍片電路主要特點如下：
[0086] 工作電源電壓范圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電源:2~36V，雙電源：±1~± 18V;消耗電流小，Icc = O. 8mA;
[0087] 輸入失調電壓小，VIO= ±2mV;
[008引共模輸入電壓范圍寬，Vic = O~Vcc-1.5V;
[0089] 輸出與1'化，0化，]/?)5，〔105等兼容；
[0090] 輸出可W用開路集電極連接"或"n;
[0091 ] 采用雙列直插8腳塑料封裝(DIP8)和微形的雙列8腳塑料封裝(S0P8)。
[0092] 本實用新型還公開了一種智能廚寶，包括上述任一所述的智能廚寶控制系統。
[0093] 為W上電路供電還應包含一個電源電路，電源電路可通過外部5V電源供給。如果 是220V的交流電化1 )，通過變換電路變為5V直流穩壓電源化2)。一般由電源變壓器、整流濾 波電路及穩壓電路所組成，電源電路設計框圖如圖3.
[0094] W上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局 限于上述特定實施方式，本領域技術人員可W在權利要求的范圍內做出各種變形或修改， 運并不影響本實用新型的實質內容。
【主權項】
1. 一種智能廚寶控制系統，其特征在于，包括單片機控制電路、溫度監測電路、水位監 測電路、按鍵電路； 所述單片機控制電路分別與所述溫度監測電路、水位監測電路、按鍵電路相連； 所述按鍵電路用于根據外部輸入向所述單片機控制電路發送按鍵調節信號， 所述水位監測電路用于采集水箱中的水位監測信號傳輸給所述單片機控制電路， 所述溫度監測電路用于采集水溫信號傳輸給所述單片機控制電路， 所述單片機控制電路用于： 根據所述按鍵調節信號確定目標溫度范圍和目標水位范圍，根據所述水溫信號和所述 目標溫度范圍獲得加熱控制信號，根據所述水位監測信號和所述目標水位范圍獲得水位控 制信號。2. 根據權利要求1所述的一種智能廚寶控制系統，其特征在于，還包括水栗開關控制電 路、加熱開關控制電路； 所述水栗開關控制電路、加熱開關控制電路分別與所述單片機控制電路相連;所述水 栗開關控制電路響應所述水位控制信號的控制，所述加熱開關控制電路響應所述加熱控制 信號的控制。3. 根據權利要求2所述的一種智能廚寶控制系統，其特征在于，所述水栗開關控制電路 和加熱開關控制電路分別都包括JDQ-DC5繼電器芯片。4. 根據權利要求1所述的一種智能廚寶控制系統，其特征在于，還包括遙控電路;所述 遙控電路包括相互無線連接的主機信號接收電路和遙控器信號發射電路，所述主機信號接 收電路與所述單片機控制電路相連，所述主機信號接收電路用于將自所述遙控器信號發射 電路接收的無線遙控信號傳輸至所述單片機控制電路； 所述單片機控制電路還用于在未接收到所述按鍵調節信號的狀態下根據所述無線遙 控信號確定目標溫度范圍和目標水位范圍。5. 根據權利要求4所述的一種智能廚寶控制系統，其特征在于，所述主機信號接收電路 包括1838T紅外接收頭； 遙控器信號發射電路為紅外線遙控器信號發射電路。6. 根據權利要求1或4所述的一種智能廚寶控制系統，其特征在于，還包括液晶顯示電 路;所述液晶顯示電路與所述單片機控制電路相連，所述單片機控制電路還用于將所述目 標溫度范圍和/或目標水位范圍通過所述液晶顯示電路進行顯示。7. 根據權利要求1所述的一種智能廚寶控制系統，其特征在于，還包括報警電路;所述 報警電路與所述單片機控制電路相連， 所述單片機控制電路還用于在根據所述水溫信號獲得的當前水溫大于目標溫度范圍 最大值的狀態下通過所述報警電路進行提示，或根據所述水位監測信號獲得的當前水位超 出目標水位范圍的狀態下通過所述報警電路進行提示。8. 根據權利要求1所述的一種智能廚寶控制系統，其特征在于，所述單片機控制電路包 括STC89C51單片機、STC89C51單片機外圍電路;所述STC89C51單片機及STC89C51單片機外 圍電路構成STC89C51單片機最小系統電路； 所述按鍵電路包括若干個獨立式按鍵，每個所述獨立式按鍵的復位引腳與所述 STC89C51單片機的RST引腳相連，所述獨立式按鍵的輸出引腳分別與所述STC89C51單片機 的第14-17引腳中的任一引腳相連。9. 根據權利要求1所述的一種智能廚寶控制系統，其特征在于，所述溫度監測電路包括 DS18B20溫度傳感器； 所述水位監測電路包括水位傳感器和LM393比較器芯片電路，所述水位傳感器設于水 箱中且與所述LM393比較器芯片電路相連，所述LM393比較器芯片電路的輸出端與所述單片 機控制電路相連。10. -種智能廚寶，其特征在于，包括權利要求1-9任一所述的智能廚寶控制系統。
【文檔編號】G05D27/02GK205721461SQ201620650062
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月27日
【發明人】徐艷, 薛海偉
【申請人】蘇州經貿職業技術學院