基于嵌入式的小型恒温冷藏箱设计与实现

　　随着科技的发展，开始了应用制冷机来冷却的时代，根据工作原理可分为压缩式制冷机、吸收式制冷机、蒸汽喷射式制冷机和半导体制冷器[1](热电半导体致冷组件 )。生活中较为常见的是压缩式制冷机，但因为其依靠压缩机的作用提高制冷剂的压力以实现制冷循环达到制冷，所以具有体积较大，噪音高，便携性差等缺点。 基于此现象，提出使用嵌入式技术和半导体制冷组件来设计制冷机。

　　1 系统硬件简介

　　1.1 热电半导体制冷组件

　　1.1.1 热电半导体制冷组件的结构和原理热电半导体制冷组件的典型结构如图1 所示。其制冷原理的基础是帕尔帖原理[2](当电流流经两个不同导体形成的接点时，接点处会产生放热和吸热现象，放热或吸热大小由电流的大小来决定)。 具体工作原理是直流电源提供了电子流动所需的能量，通上电源之后，电子由负极(-)出发 ，首先经过P 型半导体 ，于此吸收热量 ，到了N 型半导体，又将热量放出，每经过一个NP模块，就有热量由一边被送到另外一边，造成温差，而形成冷热端。

　　1.1.2 热电半导体制冷组件的特点

　　1)半导体制冷组件不需要任何制冷剂 ，可连续工作 ，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。

　　2)是电流换能型器件 ，可以通过控制输入电流 ，实现高精度的温度控制。

　　3)半导体制冷组件既能制冷，又能加热。

　　4)半导体制冷组件热惯性非常小 ，制冷制热时间短 ，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷组件就能达到最大温差[3]。

　　5)半导体制冷组件的单个制冷元组件对的功率很小 ，但组合成电堆，用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。

　　6)半导体制冷组件的温差范围 ，从+90~-130 ℃都可以实现。

　　7)半导体制冷组件的反向使用就是温差发电 ，半导体制冷组件一般适用于中低温区发电。1.2 DS18B20 数字温度传感器主要技术性能描述技术描述主要为[4]：1)工作电源 : 3～5 V/DC;2)温度测量范围-55～+125 ℃，在-10～+85 ℃时精度为±0.5 ℃;3)在使用中不需要任何外围元件;4)可编程分辨率为9～12 位，对应的可分辨温度分别为0.5 ℃、0.25 ℃、0.125 ℃和0.062 5 ℃，可实现高精度测温;5)在9 位分辨率时最多在93.75 ms 内把温度转换为数字，12 位分辨率时最多在 750 ms 内把温度值转换为数字;6)测量结果直接输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给CPU，同时可传送CRC 校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。