为了满足水温要求，设计了水温，设计了适合水箱温控器显示的PID控制系统。入电器加热部分，电控部分采用PID模糊温控技术构建温控系统，数字显示屏可显示当前水温。制系统已在实际环境中进行了测试和验证，结果表明，当温度设定在22.5°C时，控制阶段的温度范围会变化±0.2°C。温，满足喂养水族金鱼的要求。温控制;模糊PID控制;观赏水族馆; DS18B20中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1009-3044（2017）33-0252-02锦鲤家族允许人们在玩乐的同时享受乐趣。鲤养在家庭的一小块区域，健康状况良好，适当的水温起着决定性的作用。鲤是一种冷水鱼。高锦鲤所需的水温为0到32°C [1]，但最适合锦鲤生存的水温是20到25°C [2]，因为水温在20到25°C之间变化。
鲤的食物摄取和消化能力是最好的。水温之间，锦鲤的生长速度会增加。水温在15到20°C之间时，有必要减少食物量，如果低于5°C，则必须停止进食，否则可能导致肠道炎症[3]。此，良好的温度控制系统对于锦鲤的繁殖具有重要意义。设计使用模糊PID算法通过收集输入和输出来计算偏差。动调节温度控制系统参数，精确控制气缸内水温。般结构和工作原理该系统的结构包括电控制和加热元件。
气控制部分包含软件和硬件的设计。件设计采用模糊PID温度控制方案。件设计选用新的DS18B20防水温度传感器，通过“单线总线”传输数据。为中央设备，外部电路易于安装和可靠。加热部分包括加热元件和微型继电器。水器主要由大功率不锈钢材料和铜管加热棒组成。内均匀分布有电热合金丝，内部填充氧化镁，安全可靠，使用寿命长，安装方便。热杆的功率为1KW和当温度低于设定值的情况下的区域与220 V.供应，并且需要使加热，加热棒开始加热水族馆的水。气控制组件的硬件设计选择关键部件的设计本设计采用单片机AT89S51，经济，高效和有效，因为恒定温度的控制系统，这是微之一的中心组件最常用于工业控制行业的单片机[4]。包含一个8位CPU，两个计数器和4K闪存，可重复擦除1000次以上，以及32个可寻址I / O线，以满足设计功能的要求。度传感器是数据采集控制系统的另一个重要组成部分。前，工业控制行业中使用的温度传感器配备有热敏电阻和热电偶。
PT100代表的热敏电阻由铂基材料组成。理器通过收集处理电阻[5]上电压值的变化来计算当前环境中的温度。点是结构复杂，工艺复杂，价格高，精度低。于上述考虑，该设计采用美国DALLAS半导体公司生产的小型高分辨率（0.1度分辨率）和防水DS18B20功能。量范围温度-20度至 100度，抗干扰能力强[6]，满足水族箱温度测量的需要。
DS18B20与MCU通信，只需要一个I / O接口。单线总线”以数字形式读取传输数据，便于外围电路的配置。于温度控制系统的防水不锈钢温度传感器。路设计温度传感器连接到单片机的P3.3接口（INT1），温度可以作为单线总线读取和传输。确保传感器性能的稳定性，VDD采用外部电源模式，线路易于配置。据线选自四个内核，其中两个连接到VDD和信号线，另外两个是公共地。感器接地线接地，不能悬空，不能转换温度。
据技术设计经验，有必要增加MCU输出引脚的电阻，以驱动温度传感器，电阻约为4.7K。统还选择了可以通过调节电阻值来改变亮度的LCD。号为LCD1602，包含160点点阵图形，可满足图形显示的需要。AT89S51具有低输出电流，无法驱动大功率器件，因此系统的微型继电器需要功率放大器芯片。度控制系统使用由复合晶体管网络组成的高压ULN2003达林顿管，其中包含用于驱动继电器的自激二极管。成的达林顿IC是集电极开路输出，最大输出电流为0.2A。据工程经验，当使用单芯片达林顿管时，COM引脚必须悬空，2K的拉电阻更合理。过检查达林顿管发送信号来控制继电器绕组，然后检查加热器是否可以加热。
程使用Keil C51 uVision2编程软件，采用模块化设计方法对AT89S51进行编程。件设计的主要程序是初始化系统，然后通过主程序调用子程序来执行每个模块化功能。程序主要包括延迟程序，中断程序，键盘调整程序，温度读取程序，模糊PID计算程序等。块化设计过程简化了设计步骤，开发的程序非常便于携带。用4 * 4键盘设置温度值并使用1602 LCD显示，使用传感器实时获取温度读数输入，将其与给定的键盘温度进行比较，得到差异，然后使用PID算法计算。偏差给出控制量，并且在A / D转换之后，通过适当的控制电压将检测到的电压转换为相应的温度，并通过显示器显示。AT89S51通过接口读取数据。
度转换完成后，DSI8B20将测得的温度值与TH进行比较。果控制方法P>模糊或T> TH或T被实现时，一般温度控制系统的传递函数如下：[G（S）=幼师 1ets] K是系数放大，T是治疗时间常数，τ是纯延迟时间[7]。置程序是在模糊PID P，I，d和E和EC之间的关系，恒温阀芯并在任何时间修改三个PID参数，使温度系数具有良好的动态性能。8] PID控制器的输入值r（t）和测量值y（t）的，e控制偏差信号（T）之间的关系如下：E（T）= R（T）-y（ t）控制器使用PID调整误差信号。e（t）分别执行操作P，I和D，然后对控制信号u（t）进行加权。学公式为：U（k）的= K P * E（K） 的Ki *值E（k） KD（值E（k） – E（K-1））的Ki = K P * T / TiKd = K P * Td / T在等式中，Kp是比例系数，Ki是积分时间常数，Kd是微分时间常数。积差异：ΣE（T）= E（t）的 E（T-1） E（T-2） … E（1），这是测得的距离值的总和。差的相对偏差：e（t）-e（t-1），使用此时间的基差减去先前的基差，作为快速响应的重要依据，是微分项的变异数据[9]。例调整用于系统中的大偏差并按比例调整，但是太大的系统将不稳定。分调整用于消除稳态误差。分设置用于生成高级系统控制，提前消除差距，提高系统控制性能。此设计中，实际温度为y（t），其由DS18B20传感器获取，第r设定温度（t）是由人工键输入，输出信号u（t）是所述控制信号。试验证测试材料的尺寸是水族箱和500 * 250 * 300mm的水。
表，秒表恒温控制仪表。旦定义的值完成，就进行恒温测试以测量温度值随时间的变化。后，通过Origin软件将记录的数据调整到温度曲线。据曲线，计算恒温控制过程中温度变化的幅度。度幅度随时间的变化越小，系统的性能越好。
据设定条件，测试的体积为37.5升，初始温度为常温（低于22.5度）。旦将水族箱水加热到设定温度，温度就控制在22.5度。
隔五分钟记录一次LCD屏幕的温度。度数据记录和结果分析实验在恒温器的22.5℃的设定点进行7小时的恒温连续加热试验。过获取一组记录，它被集成到带有Origin的图表中。图和上表显示，当系统处于规定的温度点时，整个过程中温度的波动控制在±0.4的范围内。论锦鲤鱼体对水温变化敏感，基于模糊PID设计的温度控制系统有助于更好地保持水族箱中水的温度，并确保水温控制在22.3°C至22.6°C的最佳温度。
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