[发明专利]智能水温控制系统及方法

权利要求书

1.一种智能水温控制系统，其特征在于，包括：温度测量模块、红外遥控模块、显示模块、发声模块、单片机、温度控制模块和加热模块，其中，

所述温度测量模块用于实时监测水温，获得实时水温T_g并发送至单片机；所述红外遥控模块用于遥控设置需要达到的目标水温T_w并发送至单片机；所述发声模块用于在所述目标水温T_w设置成功后发声提示；所述显示模块用于显示实时水温T_g和所述目标水温T_w；所述单片机用于根据所述实时水温T_g和所述目标水温T_w计算得到水温差值e＝T_w-T_g和差值变化率ec＝de/dt，并比较水温差值的绝对值|e|与预设阈值e₀，当|e|≥e₀时，采用Bang-Bang变结构控制方法通过温度控制模块对加热模块进行控制加热，当|e|<e₀时，采用基于自适应PID控制的PWM控制方法通过温度控制模块对加热模块进行控制加热，使水温最终达到目标水温T_w。

2.如权利要求1所述的智能水温控制系统，其特征在于，所述红外遥控模块包括红外遥控器与型号为HX1838的红外接收头，所述HX1838的红外接收头连接所述单片机，所述红外遥控器用于设定目标水温T_w并发送目标水温T_w至所述红外接收头，所述红外接收头用于将所述目标水温T_w发送至所述单片机。

3.如权利要求1所述的智能水温控制系统，其特征在于，所述温度控制模块具体为继电器。

4.如权利要求1所述的智能水温控制系统，其特征在于，所述温度测量模块具体为型号为DS18B20的温度传感器，所述显示模块为型号为12864的液晶显示屏。

5.如权利要求1所述的智能水温控制系统，其特征在于，所述单片机型号为STC89C58。

6.如权利要求1所述的智能水温控制系统，其特征在于，所述发声模块具体为蜂鸣器。

7.一种智能水温控制方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1-6中任意一项所述的智能水温控制系统，则所述方法包括：

温度测量模块实时监测水温，获得实时水温T_g并发送至单片机；

红外遥控模块遥控设置需要达到的目标水温T_w并发送至单片机；

发声模块在所述目标水温T_w设置成功后发声提示；

显示模块显示实时水温T_g和目标水温T_w；

单片机根据所述实时水温T_g和所述目标水温T_w计算得到水温差值e＝T_w-T_g和差值变化率ec＝de/dt，并比较水温差值的绝对值|e|与预设阈值e₀，当|e|≥e₀时，采用Bang-Bang变结构控制方法通过温度控制模块对加热模块进行控制加热，当|e|<e₀时，采用基于自适应PID控制的PWM控制方法通过温度控制模块对加热模块进行控制加热，使水温最终达到目标水温T_w。

8.如权利要求7所述的智能水温控制方法，其特征在于，所述采用Bang-Bang变结构控制方法通过温度控制模块对加热模块进行控制加热，具体包括：

来回转变使用Bang-Bang变结构控制函数的最大值和最小值，从而控制温度控制模块的断电和通电状态，进而控制加热模块加热，使水温升高。