[发明专利]一种水冷式半导体制冷果蔬保鲜箱变频控制系统

权利要求书

1.一种水冷式半导体制冷果蔬保鲜箱变频控制系统，其特征在于，以ARM为控制芯片，按照控制系统流程实现控制系统触屏控制、温控对象选择、半导体制冷片PID控制、水泵PID控制、散热风机分级控制、冷端风机分级控制、箱内温度场检测控制、箱内湿度检测功能、警报功能设置；包括有：

温度传感器变送电路，用于采集保鲜箱的冷端温度、热端温度、箱内前部温度、箱内后部温度以及环境温度信号，变送为电压模拟信号，传递给ADC，实现ARM控制芯片与传感器信号采集；

相对湿度传感器驱动电路，为SHT15温湿度一体数字传感器驱动电路，用于获得箱内相对湿度信息，实现ARM控制芯片与传感器通讯；

半导体制冷片控制电路，为4路由MOS管开关组成的半导体制冷片PWM变频控制电路，用于实现半导体制冷片变频调控；

散热风机控制电路，为2路由MOS管开关组成的散热风机PWM变频控制电路，用于实现保鲜箱的散热风机风速控制；

制冷风机控制电路，为1路由MOS管开关组成的冷端风机PWM变频控制电路，用于实现保鲜箱的冷端风机风速控制；

水泵控制电路，为1路由MOS管开关组成的水泵PWM变频控制电路，用于实现保鲜箱的热端水泵流量控制；

显示屏驱动电路，为工业串口触摸控制屏驱动电路，用于实现屏幕与ARM控制芯片通信与控制；

提示电路，用于实现对提示灯与蜂鸣器控制，进而实现工作状态、警示信息提示；

按键控制电路，为3路按键驱动电路，分别实现亮屏、故障音消除、复位功能；

电源转换电路，为ARM、ADC、执行机构供电；

其中，所述控制系统流程为开始程序后创建新线程，进入ADC线程获取温度信息，各部件工况；进入温度控制线程，控制执行机构，调控温度；进入串口发送线程，与串口屏进行信息交换；将数据压入发型列表线程；进入SHT湿度传感器线程，获取相对湿度信息，形成循环；

所述温度控制线程是判断控制对象为箱内温度还是冷端温度；半导体制冷片进行PID控制；水泵进行PID控制；热端温度与环境温度差进行分级，确定散热风机风速等级；去控制对象与目标温度差值分级，得出冷端分级风速等级参数；箱内前后温度差值分析，得出冷端分级风速等级参数；对比分级等级参数，选取高风速等级；根据参数控制保鲜箱的水泵、散热风机、冷端风机；

所述控制系统触摸屏控制，指控制系统设置的3个界面，分别是默认控制界面、自动控制界面、手动控制界面；所述默认控制界面，提供并显示常用果蔬贮藏参数，用户能直接在该界面选择所需贮运果蔬，系统自动运行进行保鲜；所述自动控制界面，用户能根据自己的需要选择所要控制温度，系统会自动运行控制进行保鲜，并控制在用户所需温度，界面中还能观测到箱内平均温度、环境温度、箱内相对湿度、运输总时间以及半导体制冷片、水泵、散热风机、制冷风机工作状态；所述手动控制界面能调整半导体制冷片、水泵、散热风机、冷端风机工作状态，同时界面中还能观测到箱内平均温度、环境温度、箱内相对湿度、运输总时间以及半导体制冷片、水泵、散热风机、制冷风机工作状态；

所述温控对象选择，指检测箱内温度平均值与目标温度相差大于1℃，半导体制冷片PID控制以箱内温度平均值为控制对象，当温差小于1℃，半导体制冷片PID控制以冷端温度为控制对象，从而减小由于箱内温度调控的时滞造成温度控制超调；

所述半导体制冷片PID控制，指制冷过程中，系统检测箱内温度或者冷端温度进行PID变频调控，根据控制对象与箱内温度差值，采用PID算法控制半导体制冷片供电PWM频率；

所述水泵PID控制，指制冷过程中，系统检测热端温度以及环境温度进行PID调控，根据热端温度距环境温度差值，采用PID算法控制水泵供电PWM频率；

所述散热风机分级控制，指制冷过程中，系统检测热端温度以及环境温度，进行分级调控，热端温度与环境温度差分为4级，散热风机风速分为4级，对应温度差级用对应风速；

所述冷端风机分级控制，指制冷过程中，系统检测箱内温度、冷端温度，求冷端温度差进行分级调控，冷端温度与箱内温度差分为4级，冷端风机风速分为4级，对应温度差级用对应风速；

所述箱内前后温度检测控制，指系统检测箱内前后温度，评定箱内温度场均匀性，但温差过大，温度差分为4级，冷端风机风速分为4级，对应温度差级用对应风速，前后温度检测控制与冷端风机分级控制冲突时选取高风速级；

所述箱内湿度检测功能，指检测箱内相对湿度，相对湿度通过系统界面提示，当相对湿度过低，蜂鸣器将会提示；

所述警报功能，指当系统异常或热端温度过高、箱内温度过低，系统将会通过蜂鸣器做警报。