智能中药煲设计

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1、智能中药煲设计

2、第1内容加载中...本设计在硬件方面采用成熟的方案。作为家用电器，我们注意到了系统的容错性，使其基本可对可能发生的各种事故进行相应处理。500)this.style.ouseg(this)">控制原理1.中药类型自动识别算法中药材根据其药性可分为一般药剂、解表药剂、滋补调理药剂三种（具体参见附录一）。不同类型的中药材的主要组成形态也不同，如解表药剂多草剂，而滋补调理药剂则多块剂，至于一般药剂则介于两者之间。再根据草剂比热容系数较低，块剂比热容系数较高，经过多次实验，我们得出一个记录各类药剂比热的数据表。在实际应用中，通过对待煎煮中药材的温升检测，我

3、们可以将得出的数据同预先制好的比热数据表进行比较，从而大致判别待煎煮中药材的基本类型。需要指出的是，该算法不可能十分准确的识别对象类型，因为就算是人工判别也很难达到理想的效果，而且中药材本身就没有明确的类型区分，所以无论是人工也好，还是使用本算法，都只可能做到判别对象的大致类型。本算法使用的是单输入单输出的模糊结构。这是一种最为简单的模糊控制器，其输入和输出变量均只有一个。其输入量为不同时段内对象温升斜率的改变情况，借此我们可以得出该药材的温升曲线，并与事先输入的数据表进行比较，从而可以得出结果。该模型结构的输出为对象属于三种药剂类型的隶属度。在此我们采用MIX-

4、MAX法来求出该隶属度。再根据该隶属度决定之后的加热模式及计算加热的时间与功率参数。2.不同类型中荮材的煎煮方案设计考虑到程序编写方便的需要，我们在设计中将三种类型中药材的煎煮方案统一起来，只是时间、温度参数不同而已，同时根据煎煮量的不同对相应参数进行适当修改。以下就是相应的参数概况列表：500)this.style.ouseg(this)">3.模糊控温算法对于一个控制变量输入，通常总是将其归入某一集合，但这种方法只对物理模型已被较为全面了解的受控系统效果较好；而对于那些复杂的非线性系统，这种控制方法的效果极其有限。以电热丝为加热源并存在多种未知干扰因素的本设计

5、就明显属于后者。因此，模糊控制原理认为，任何一个变量都不单属于某个集合，而分属不同集合；所不同的是，对于不同集合，其隶属程度不同，并用隶属度来反映这种不同。在此基础上，建立基于模糊原理的控制算法。根据本设计的特点，我们设计了一个双输入单输出的模糊结构。输入量为温差与温度变化的斜率经模糊化后得出的相应隶属度，是模糊量。输出为经反模糊化后得出的加热器的通断时间比，是一精确量。在此算法中我们也是采用了MIN-MAX取值法获得相应的隶属度。使用模糊控温算法与传统方式相比，可较好地解决智能中药煲的温控问题，尤其是在对象具有较大滞后效应时更显模糊控制技术的优势。值得一提的是，

6、在本模糊控温算法中，并不是象一般方案那样使温度沿预定曲线改变，而是采用了我们称之为多点恒温控制的方式。即由系统计算并设置多个恒温点，模糊控温算法所要做的就是在这些点实现指定时间的恒温。这种方式是非常适合智能中药煲的温度控制的，取得了很好的效果。模糊控制算法的实现：由单片机实时采集当前的实际煲底温度，可以求得温度和温度改变的斜率。根据此两项数据查模糊数据表可以确定控制量的变化，通过控制负载的通断时间比来达到调节温度的目的。硬件设计在硬件电路上，采用了模块化的设计制作方法。整个电路被分为五大模块：温度传感器、加热器、加热器控制电路、电源模块和控制器主电路。这样的设计便

7、于调试与改进，同时也可缩短成品的生产周期。1、温度传感器：为了准确测量加热对象的温度，我们采用了单片化的数字温度计DS1820作为温度传感器。DS1820数字温度计以九位数字来表达该器件的温度，并通过单线界面来发送和接收信息，从而只需一根导线（以及地线）接到MCU。数据的读写以及执行所需要的能源可以从数据线本身索取而无需额外的电源。但考虑到温度转换的速度，我们还是提供了外接5V电源。由于DS1820使用享有专利的温度测量技术来检测温度，并内置了A/D转换，能将测量结果直接以数字量提供给MCU，所以68HC08可以直接从DS1820中读出测量结果。DS1820的测量

8、精度同常用的AD590，测量温度范围从-55~+125℃，并以0.5℃递增，提供9位的数字量以供读取。DS1820提供的功能足以满足本设计的要求。2、加热器：该加热器为一400调节功率的控制方式，而是采用了面向时间的时段通断机制来控制加热器。简单的来说就好象是在10秒中，半功率加热就是每间隔1秒就接通1秒，以全功率加热5秒钟来替代采用P方式的半功率加热10秒。这种方式主要优点是省却了过零检测的麻烦，降低了成本，而控制效果并无太大改变。500)this.style.ouseg(this)">附录中药煎煮基本常识简介对中药的服用，不同地区有一定的不同，但一般均以煎煮为

9、主要方式。