摘 要：本设计主要应用红外遥控技术，可在手动和自动两种模式下，通过风扇和加热片两种外部器件对温度进行控制。该控制器主要是以负责判断信息和向各执行模块发送具体指令的单片机STC89C52为核心;此外，本设计主要有三大执行模块来分别负责检测、显示、控制实时温度，以TL1838为主的红外遥控模塊则负责接收红外信号;若温度不在系统设定界限内，则蜂鸣器报警模块开始响起，其余的两大模块分别为按键模块和电源模块。首先温度传感器感知到实时温度，然后将之直接传输给液晶显示屏显示和单片机以判断是否需要进行温度控制。如果温度在系统设置界限内，则一切正常;反之，单片机传输相应指令给温度控制模块和报警模块，蜂鸣器响起，加热片或者风扇开始工作。结果表明该控制器与同类温度控制器相比，不仅精度高、实时性好，抗干扰能力也强。
关键词：红外遥控;恒温控制;温度检测;实时控制
中图分类号：TP273 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）09-0089-02
Abstract： This design mainly applies infrared remote control technology， which can control the temperature through two external devices： fan and heating plate in manual and automatic mode. The controller is mainly based on the single-chip microcomputer STC89C52， which is responsible for judging the information and sending specific instructions to each execution module. in addition， the design mainly has three execution modules to detect， display and control the real-time temperature respectively. The infrared remote control module based on TL1838 is responsible for receiving the infrared signal; if the temperature is not within the set limit of the system， the buzzer alarm module begins to ring， and the other two modules are the key module and the power module respectively. Firstly， the temperature sensor senses the real-time temperature， and then transmits it directly to the liquid crystal display screen and the single-chip microcomputer to determine whether the temperature control is needed. If the temperature is within the limits set by the system， everything is normal; on the contrary， the single-chip microcomputer transmits the corresponding instructions to the temperature control module and the alarm module， the buzzer rings， and the heating plate or fan begins to work. The results show that compared with the same kind of temperature controller， the controller not only has high precision， good real-time performance， but also has strong anti-interference ability.
Keywords： infrared remote control; constant temperature control; temperature detection; real-time control
引言
现如今，国外的温室自动控制系统技术水平依旧比我国先进，主要表现在以下几个方面：第一是我国尚未创建统一的温室结构，各地的温度控制体系针对性仍然很强，欠缺横向可比性来对照其好坏;第二是大多数温度自动控制软件并不与我国气候特点相匹配。第三是我国在温度控制领域起步晚，仍不了解在地表空间内各种环境因子是否会相互影响和制约。当其中一者发生改变时，往往其它环境因子也会随之变化，进而对整个生态环境造成影响。因此，开发一套温度与其他环境因子相统筹结合的温度控制软件是有必要的。
温度控制体系是工农业生产的重要组成部分，该控制器是基于STC89C5单片机而开发，可对室内温度进行调控。其功能主要是对温度进行实时检测、显示与控制，来实现温度控制系统的智能化、自动化。首先，系统通过温度感应探头检测出当前环境的温度值，然后对比系统已设置好的温度界限;紧接着，温度可直接在LCD1602液晶显示屏上显示出来;若超出设定的温度界限，此时报警模块响起，再由STC89C52单片机判断加热还是降温，传达具体指令至加热或者降温模块执行。反之，蜂鸣器不报警，加热或者降温模块不工作就说明温度仍然处于正常范围。本设计最大意义便是丰富了温度控制方法，如遇人们不方便手动控制电路或按键控制等复杂情况，则通过红外遥控亦可解决问题。
1 基本原理
1.1 系统整体框架结构图
本设计是基于STC89C52单片机的温度控制器，有自动和手动两种方式来控制温度。该系统通过温度传感器感应实时温度，直接传送至LCD1602液晶显示屏来显示，再输出数字信号到单片机STC89C52进行处理，由其判断是否超出设置温度范围，如果是，则蜂鸣器报警，单片机发送给外部设备加热或者降温指令，直至温度恢复正常，蜂鸣器和外部设备停止工作。LCD1602液晶显示屏可显现出已设置好的温度界限和实时温度等信息，其系统整体方框图如图1所示。
该系统主要由DS18B20温度传感器感应实时温度，再将实时信号直接传送给单片机来进行判断温度是否在设置好的温度范围内。如在温度范围内，则蜂鸣器不报警;反之，蜂鸣器报警，温度控制模块开始工作直至温度恢复正常。
1.2 方案比较
通过筛选，本课题有两种预选设计方案。第一种方案是通过五种不同颜色的LED灯来区分各种状态下的电路状况。第二种方案是直接通过电阻分压的形式来控制整个温度控制器的运转。经过比较两种方案，第一种方案虽然使用了LED灯， 但数量不多，成本不高，比第二种方案清晰度更高，更美观，更具有观赏性;第二种方案虽然减少了设计所需的成本，控制比较灵活，但是电阻分压浪费了能源的利用率，也不美观。总体来比较这两种方案的优缺点，第一种方案更适用于本设计。
2 系统的软件设计
2.1 程序设计
该设计系统是通过先运行软件程序，然后配合相关硬件电路来实现它的整体功能。我们可以通过已经成型的硬件电路来确定软件的主要功能。软件有不同功能的两大类：第一类是整个控制系统的核心，即主程序，它下达具体指令给各执行模块，如让加热片加热或者风扇降温，主程序相当于操作者和各执行模块之间沟通的桥梁;第二类是各执行模块的子程序，具体实现各自早已经设定好的功能。如在本设计中，温度传感器感知到实时温度后，第一时间将之传输到液晶显示屏便是设置好的程序。在进行程序设计的过程中，首先要为每一个执行模块定义其接口功能，分别设置其相关的子程序;然后根据系统的整体功能来选择一种最恰当的主程序;最后按照实现控制器所预期功能来确定主程序和各执行模块之间的主次。在这个过程中，最关键的就是要协调好主程序和各子程序之间的关系。
2.2 主要流程
系统是通过Proteus集成开发软件和Keil μ Vision4软件来分析并调试的。这两个软件不但功能齐全，而且操作简便;完成编写程序的工作后，再经过编译、调试和运行，生成格式为.hex文件，用Proteus仿真软件添加到STC89C52单片机中，从而进行系统软件仿真。
点击“开关按键”后，程序开始初始化，首先出现开机界面，液晶显示屏上面显示实时温度，左下角展示上限温度，右下角则展示其下限温度，皆精确到小数点后一位。在本设计中，因为Proteus元器件库里是没有红外接收器的，故红外遥控模块无法实现仿真功能。电路一共有六种情况，分别是自动和手动模式下的三种工作状态：加热、降温、或者不工作。另外，点击“复位按键”可将程序初始化，回到初始界面; 若首次点击“设置按键”，则光标会停留显示屏上限温度的小数点后一位，此时可以点击“温度加按键”或者“温度减按键”来对温度界限实施具体操控，第二次点击“设置按键”就表明上限温度已经设置完毕，第三次点击它则光标移至下限温度的小数点后一位，此外，也可以设置下限温度，最后点击该按键就表明温度范围已经设置完毕;其中切换按键则可在自动和手动模式之间相互转换。
3 硬件调试
本设计主要是分为核心的单片机和其它七大具体执行模块，包括了电源模块、按键模块、温度检测模块、温度显示模块、温度控制模块、红外遥控模块以及报警模块。其中，电源模块负责提供启动能源;按键模块共有七个按键，其功能分别是：复位，设置，温度加，温度减，切换，加热，降温;以TL1838为主的红外遥控模块接收红外信号;若温度不在系统设置界限内，则报警模块开始工作;剩下的三大模块则负责对温度进行实时检测、显示和控制。
在自动加热模式下，温度范围为28.1-37.7℃，实时检测的温度为25.5℃，故加热继电器闭合，蓝灯和黄灯亮，蜂鸣器报警，加热片开始运转;在手動加热模式下，温度范围为28.2-30.2℃，实时检测的温度为26.8℃，故加热继电器闭合，蓝灯亮，蜂鸣器报警，加热片开始运转。
在自动降温模式下，温度范围为24.4-25.0℃，实时检测的温度为26.3℃，故降温继电器闭合，白灯亮，蜂鸣器报警，风扇开始工作;在手动降温模式下，温度范围为23.9-26.7℃，实时检测的温度为27.0℃，故降温继电器闭合，白灯亮，蜂鸣器报警，风扇开始工作。
4 结束语
本设计是基于STC89C52单片机的红外恒温控制器，它结合了恒温控制器和红外线控制器的特点，可在手动/自动两种模式下控制温度。首先通过构想该控制器所要实现的功能来确定整个硬件电路的整体结构，进而选择最适当的元器件，再对相应的软件程序进行分析设计，结果表明该控制器不但比同类温度控制器精度高、且实时性好。随着生产力的不断提高，进一步研发温度控制技术，实现它的智能化和自动化对人类社会的意义深远。
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