本實(shí)用新型涉及一種便攜智能恒溫箱。

背景技術(shù)：
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在現(xiàn)代社會(huì)中，恒溫箱被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，特別是物流、實(shí)驗(yàn)室，工業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)藥方面，為了得到精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，保持恒溫環(huán)境，市場(chǎng)對(duì)恒溫箱的要求十分嚴(yán)格，在當(dāng)今市場(chǎng)上，已存在多種恒溫箱，但大多精度不高、溫度波動(dòng)范圍大、制冷制熱效率低、適應(yīng)性差，由此引發(fā)了一系列食品安全問(wèn)題以及醫(yī)藥事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的是提供一種便攜智能恒溫箱。

上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種便攜智能恒溫箱，其組成包括：箱體，所述的箱體內(nèi)放置DS18B20數(shù)字溫度傳感器，所述的DS18B20數(shù)字溫度傳感器與單片機(jī)連接，所述的單片機(jī)分別與數(shù)字鍵盤、顯示屏、模糊PID控制器連接，所述的模糊PID控制器與半導(dǎo)體制冷片連接，所述的半導(dǎo)體制冷材料為半導(dǎo)體片組成的P-N結(jié)，鋰電池分別與所述的DS18B20數(shù)字溫度傳感器、單片機(jī)、模糊PID控制器連接，所述的箱體的正面具有空心立方體，所述的半導(dǎo)體制冷片放置在所述的空心立方體內(nèi)。

有益效果：

1.本實(shí)用新型提供的是一種便攜智能恒溫箱，USB充電器將220v電壓轉(zhuǎn)化為12v電壓，通過(guò)TP4054芯片對(duì)鋰電池進(jìn)行充電，并利用鋰電池實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的存儲(chǔ)和釋放，首先通過(guò)DS18B20數(shù)字溫度傳感器感受溫度，DS18B20數(shù)字溫度傳感器共有三個(gè)引腳，兩個(gè)引腳分別用于接地、接電源、中間引腳用于連接單片機(jī)，將溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳給單片機(jī)，將數(shù)據(jù)在顯示屏上顯示，當(dāng)溫度低于設(shè)置的下限溫度時(shí)，半導(dǎo)體制冷片電流方向從N-P，模糊PID控制器增大半導(dǎo)體制冷片的電流，放熱量增多，溫度升高，當(dāng)溫度高于上限值時(shí)，半導(dǎo)體制冷片電流方向從P-N，吸熱量增多，溫度下降，如此周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)恒溫箱的自動(dòng)控制，能在復(fù)雜多變的環(huán)境中保持溫度穩(wěn)定。

本實(shí)用新型通過(guò)鋰電池為恒溫箱提供電量，方便使用者攜帶，采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，具有體積小、硬件開銷低、可靠性高、測(cè)量精度高、連接簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，不僅可直接將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，而且可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度檢測(cè)。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)字鍵盤，通過(guò)按鍵輸入設(shè)定溫度，并在顯示屏上顯示設(shè)定溫度，系統(tǒng)識(shí)別出設(shè)定溫度后，可進(jìn)行相應(yīng)的升溫降溫，直到達(dá)到與設(shè)定溫度一致。

本實(shí)用新型的模糊PID控制器是采用PID算法與模糊控制理論相結(jié)合的一種控制理論，在一般PID控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加上一個(gè)模糊控制規(guī)則環(huán)節(jié)，利用模糊控制規(guī)則在線對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行修改的一種自適應(yīng)控制系統(tǒng)，既具有模糊控制靈活而適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又具PID有控制精度高的特點(diǎn)，對(duì)復(fù)雜控制系統(tǒng)和高精度伺服系統(tǒng)具有良好的控制效果。

本實(shí)用新型箱體采用便捷輕便、保溫性能高的材料進(jìn)行設(shè)計(jì)。

本實(shí)用新型很好的解決了現(xiàn)有市場(chǎng)上恒溫箱效率低下、精度不高、溫度控制不當(dāng)?shù)葐?wèn)題，有效的提高了溫控精度與工作效率，增加了便捷性。

附圖說(shuō)明：

附圖1是本實(shí)用新型的原理圖。

附圖2是DS18B20數(shù)字溫度傳感器電路圖。

附圖3是數(shù)字鍵盤設(shè)計(jì)電路圖。

附圖4是模糊PID控制器的原理圖。

附圖5是本實(shí)用新型的電路圖。

附圖6是本實(shí)用新型箱體的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1：

一種便攜智能恒溫箱，其組成包括：箱體20，所述的箱體內(nèi)放置DS18B20數(shù)字溫度傳感1，所述的DS18B20數(shù)字溫度傳感器與單片機(jī)2連接，所述的單片機(jī)分別與數(shù)字鍵盤3、顯示屏10、模糊PID控制器連接4，所述的模糊PID控制器與半導(dǎo)體制冷片5連接，所述的半導(dǎo)體制冷片為半導(dǎo)體材料組成的P-N結(jié)，鋰電池6分別與所述的DS18B20數(shù)字溫度傳感器、單片機(jī)、模糊PID控制器連接，所述的箱體的正面具有空心立方體15，所述的半導(dǎo)體制冷片放置在所述的空心立方體內(nèi)。

實(shí)施例2：

根據(jù)實(shí)施例1所述的便攜智能恒溫箱，恒溫箱主要依靠USB充電器實(shí)現(xiàn)電量供應(yīng)，利用USB充電器直接把220V電壓轉(zhuǎn)換成12V電壓供給鋰電池，通過(guò)TP4054芯片對(duì)鋰電池進(jìn)行充電，先檢測(cè)待充電電池的電壓，如果電壓低于8V，應(yīng)進(jìn)行預(yù)充電，充電電流大小為設(shè)定電流的1/10，當(dāng)電壓升至8V后，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)充電過(guò)程，以設(shè)定電流進(jìn)行恒流充電，電池電壓升到12V時(shí)，改為恒壓充電，保持充電電壓為12V，此時(shí)，充電電流逐漸下降，當(dāng)電流下降至設(shè)定充電電流的1/10時(shí)，充電結(jié)束。

采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，它是數(shù)字接口支持一線總線的溫度傳感器，其具有體積小、硬件開銷低、可靠性高、測(cè)量精度高、連接簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，不僅可直接將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，而且可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度檢測(cè)，DS18B20溫度傳感器采用單總線協(xié)議，單片機(jī)接口只占用一個(gè)I/O接口，可直接將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)串行輸出，DS18B20的數(shù)據(jù)腳和電源之間加了一個(gè)4.7K的上拉電阻，用以保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定。

半導(dǎo)體制冷片是一個(gè)熱傳遞的工具。半導(dǎo)體制冷是利用半導(dǎo)體材料組成P-N結(jié)，當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成的熱電偶對(duì)中有電流通過(guò)時(shí)，兩端之間就會(huì)產(chǎn)生熱量轉(zhuǎn)移，熱量就會(huì)從一端轉(zhuǎn)移到另一端，從而產(chǎn)生溫差形成冷熱端。當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成熱電偶接上直流電源后，在接頭處就會(huì)產(chǎn)生溫差和熱量轉(zhuǎn)移，電流的方向是N-P，溫度下降并吸熱，這就是冷端，電流方向P-N，這就是熱端。

為了使恒溫箱滿足在復(fù)雜多變的外部環(huán)境中，能夠自動(dòng)對(duì)溫度進(jìn)行控制與調(diào)節(jié)，且保證精度要求，使用模糊PID控制算法，通過(guò)它的高精度性對(duì)半導(dǎo)體制冷片電流進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控與調(diào)節(jié)。模糊PID控制是PID算法與模糊控制理論相結(jié)合的一種控制理論，其是在一般PID控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加上一個(gè)模糊控制規(guī)則環(huán)節(jié)，利用模糊控制規(guī)則在線對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行修改的一種自適應(yīng)控制系統(tǒng)，以誤差e和誤差ec變化作為輸入，可以滿足不同時(shí)刻的e和ec對(duì)參數(shù)自整定的要求，既具有模糊控制靈活而適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又具PID有控制精度高的特點(diǎn)，對(duì)復(fù)雜控制系統(tǒng)和高精度伺服系統(tǒng)具有良好的控制效果。其主要功能是通過(guò)找出誤差e和誤差變化率ec與三個(gè)參數(shù)自動(dòng)調(diào)整比例系數(shù)、積分參數(shù)和微分參數(shù)的模糊關(guān)系，在系統(tǒng)中不斷檢測(cè)e和ec，根據(jù)確定的模糊控制規(guī)則來(lái)對(duì)三個(gè)參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整的，從而滿足不同e和ec對(duì)參數(shù)的不同要求。DS18B20數(shù)字溫度傳感器得到系統(tǒng)的輸入語(yǔ)言變量溫度偏差e和溫度偏差變化率ec，經(jīng)過(guò)模糊化與模糊推理得到輸出變量自動(dòng)調(diào)整比例系數(shù)Kp、積分參數(shù)K_f和微分參數(shù)K_D，反饋給模糊控制器進(jìn)而對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，使被控對(duì)象擁有良好的動(dòng)靜態(tài)性能。