饮水机智能反馈控制系统

     作者：张海音

    本文在传统饮水机直接接到220 V交流电源上，只能通过人为打开／关闭电源开关进行饮水机控制操作的基础之上，研究一款饮水机智能反馈控制系统，以单片机为控制核心，以微型电流互感器电路为加热反馈回路，继电器电路为执行机构。本系统具有节能、使用方便、控制智能的优点，解决了饮水机反复加热形成千沸水危害人体健康的问题，还可消除饮水机无控制反复加热致使水烧干引发火灾的隐患。

    1  系统硬件设计

    为实现上述目的，本系统由控制模块、电源开关、直流稳压电源、继电器和微型电流互感器等部分组成，硬件电路框图如图1所示。其中控制模块由单片机电路、键盘输入电路、串行存储器、实时时钟电路、继电器驱动电路、加热反馈电路、实时时钟电路和LCD显示电路组成，具有控制参数的设置、保存、显示，电流信号的采集和处理，控制指令的传输和执行等功能。

    电源开关可设置智能控制器的两种状态：OFF状态、ON状态。当为OFF状态时，饮水机直接连接到220 V交流电路上，不受智能控制器控制。当为ON状态时，控制系统连接到220 V交流电路上，饮水机连接到控制系统上，可根据用户设定的模式对饮水机进行智能控制。

    本系统设计的关键是采用加热反馈回路，如图2所示。加热反馈电路是将电流互感器输出信号经整流桥进行交流转直流变换，再经过LM393构成的双比较电路输出两个信号接单片机的P3.2、P3.3，作为单片机的两个外部中断源。单片机再通过发生中断的时间和两次中断的间隔可以判断出饮水机什么时间加热，加热多长时间等信息，进而实现对饮水机工作状态的智能控制。

    继电器电路为饮水机控制功能的执行器，如图3所示，根据控制模块传输的信号控制饮水机通断电。继电器驱动电路通过单片机P3.0引脚输出高低电平控制NPN型晶体三极管8050的通断来驱动继电器的开合。当继电器闭合时饮水机通电，断开时饮水机断电。

    2软件设计

    软件流程如图4所示，图中三角代表上下键，拐弯箭头代表确认键，左指箭头代表返回键，主菜单的双向箭头代表用上下键进行选择。本系统有家庭模式和办公室模式可选，不同模式下加热时间点不同，用户还可以根据需要进行手动调整，一天中每种模式下默认加热点都有6个，可实现定时加热。本系统有电子日历功能，可设置和显示时间、日期、定时和工作模式等详细信息，实现定时关机、定时开机等功能。

    3结论

    本文介绍一款基于单片机的饮水机智能控制系统，其技术创新点是以微型电流互感器为加热反馈回路，不需要改变饮水机内部结构，就可将饮水机什么时间加热，加热多长时间等信息，反馈给单片机，进而实现对饮水机工作状态的智能控制。该系统跟饮水机现有的控制系统相比具有节能健康、控制更加智能、功能更齐全等优点。本系统设计稍作修改即可用于其他电器控制中，具有一定的商业应用前景。

    4摘要：

    介绍一款适用于饮水机的智能反馈控制系统，以单片机为控制核心，以微型电流互感器电路为加热反馈回路，继电器电路为执行机构。介绍了其硬件设计技术核心和软件设计流程图。该系统具有节能、使用方便、控制智能的优点，解决了饮水机反复加热形成千沸水危害人体健康的问题。