冰箱制造商可以不提供能效系数的指标，但表示等级水平的能效标识则将是强制性的，必须贴在冰箱上。
所有的认证过程中，检验手段都是一个至关重要的环保符，这就需要我们的试验装置具备适应多个国家产品标准的能力。
为了加强产品的出口能力，扩大我国产品在世界范围内的贸易，需要我们加强与其他国家的技术交流，了解互相的产品标准，完善我们的试验装置，增强国内冰箱产品在国际的竞争力。
目前，伴随着现代化建设和经济进一步发展，我国生产冰箱产晶的数量和种类迅速增加，冰箱的生产厂家也随之增多，为控制产品质量、检测产品性能，保证冰箱工业的良性发展，就需要对冰箱的性能进行科学的检验和衡量。
而冰箱产品的测试技术和试验装置迅速发展也进一步促进了冰箱产品在性能、功能及产品水平方面的提高，并且为我国冰箱行业的整体发展起到巨人的推动作用。
随着冰箱行业的蓬勃发展，冰箱性能测试技术也在不断进步和提高，和国际的差距也在逐步缩小。
冰箱制冷性能测试系统的可靠性和精确度直接影响测试质量，冰箱测试技术的发展已由最初的手工操作到了目前国外先进的全自动测试，全自动测试是应用微型机对各个部件进行自动控制。
电冰箱测试的自动化，可以避免人为因素对测试系统稳定性和测试结果的影响，使其检测准确而迅速。
但是在我国全自动测试系统还不完善，全面引进不但需要大量的资金投入，也不符合国家长久利益，所以有必要白行研究高效率、低成本、低能耗的冰箱自动测试系统，以人规模推广和使用。
1．2国内外研究现状与意义
1．2．1发展概况
上世纪60年代初期，为了满足我国开发研制制冷压缩机的需要，机械工业部通用机械研究所自行设计、建造了第一套符合我国标准的制冷压缩机性能试验装置，该装置为我国中型制冷压缩机的研制提供了人量的数据，同时也拉开了我国自行设计、建造冰箱性能试验装置的序幕。
随着家电不断地深入人们的生活，人们对家用电器的期望和要求也越米越高，冈此，冰箱生产企业为了在残酷的市场竞争中立丁不败之地，竞相提高产品质量、研制开发新的产晶。
其中对冰箱性能的监控、质量的检测是他们的关键环：
就这就为冰箱试验装置的发展提供了良机。
冰箱行业的发展对冰箱性能试验装置测控系统的发展起了很大的推动作用，自动化仪表、传感器技术及计算机技术的发展为冰箱性能试验装置测控系统的发展提供了条件。
六七十年代，我国冰箱行业逐渐发展，自行设计建造冰箱性能试验装置成为必要，但是当时我国的冰箱技术水平与国外发达国家差距较大，产品种类少，试验装置几乎全是人工读数测量，手动调节工况方式。
此时，温度测量采用玻璃棒温度计，电流、电压、频率、功率、功率系数等电量测量采用指针表，由人工读取数据，由人工调1了执行机构，测控系统技术处于人工手工阶段纠训。
到了20世纪80年代中期，随着我国改革开发，市场对冰箱产品提出了日益增多的需求和越来越高的功能要求，各类冰箱产品的技术标准也相继颁布出台，相应的试验技术和试验装置也被大多数企业所重视。
为了进一步完善冰箱品的检验规范，提高产品性能质量，优化产品功能结构，一些企业投入资金建造了冰箱性能试验装置。
哈尔滨工业业大学和广州电器科学研究所自动化分所相继研制出冰箱性能测试系统并推广使用。
这些试验装置人都采用了当时国产的单元组合式仪表。
白动化仪表初步被运用于冰箱性能试验装置测控系统中，这一阶段的仪表主要以模拟仪表为主，控制规律靠硬件完成，试验参数以传感器辅助人工读数为主，数据处理还是采用人上计算试验结果，手写试验报告，绘制分析曲线。
为缩短与国外先进水平的差距，提高我国冰箱产品的试验检测水平、效率和测试准确度，有些单位开始从国外引进较为先进的产品试验技术和试验装置。
这些试验装置的引进，对后来国内测试技术、测控系统的改进的发展起剑了非常积极的推动作用。
80年代后期开始，冰箱行业的发展开始加快，我国在加大自主开发新产品的同时，也开始与国外企业合作。
我国的冰箱产品水平日益提高，品种增加，新标准山台，由于新标准中的试验方法人都等同采用国际先进标准，依据新标准，研究单位和企业相继自行设计、建设了新的试验装置，新装置的技术水平和制造水平及测量仪表水平都达到了一个新高度。
国内不少企业从日本、美国等国家引进冰箱性能试验装置，新科技、新技术、新材料、改革开放推动了我国冰箱性能测试系统的发展和水平的提高。
到了90年代，许多企业涉足冰箱行业，使得在市场竞争中，产品质量至关重要。
冰箱性能试验装置的市场需求量开始增多，但试验装置落后的测控系统越来越不能适应需要，当时国外的试验装置大都采用了计算机数据采集处理等先进的技术和手段，引进国外的先进试验装置却耗资巨人。
1．2．2研究现状
1．冰箱试验台研究现状
初期的冰箱制冷性能测试系统由人工操作和读数，测试系统稳定性、精确度、即时性得不到保、证。
随着新技术利新材料的出现，聚苯和聚氨脂保温扳替代原米的砖混墒体作为同护结构，减少了系统渊热鼙，降低了能耗。
随着控制技术的发展，先进的控制理论被应用到实验室温湿度的控制上，
3．控制策略研究现状
冰箱制冷性能测试试验时，温度等测试参数必须达到标准的要求，同时必须稳定足够长的时间。
因此，试验环境T况稳定速度直接影响试验的效率，丁况参数的持续稳定性能直接影响测试结果的
准确性、可靠性。
以传递函数、频率特性、根轨迹法等方法为设计手段的经典控制理论解决了单变
量系统的反馈控制问题。
而利用动态规划、卡尔曼滤波理论等手段的现代控制理论解决了多变量系统的优化控制问题。
冰箱制冷性能测试环境的试验工况采用微机控制时，PID控制算法基本能够满足控制要求，但PID参数的整定基本是靠人T通过工程经验获得，比较耗时费力。
无论是经典控制理论，还是现代控制理论，二者都是基于模型的，都必须首先知道被控对象的数学模型。
而冰箱性能测试系统室内环境的温度受周同环境影响较人，其数学模型难以精确确定，使得冰箱性能测试系统试验环境控制性能的提高和完善受到很大的限制。
随着新的模糊控制技术的发展和不断完善，将模糊控制技术使用在冰箱测试系统上，可以改善其控制性能。
模糊控制理论利用模糊数学的理论来表达人的操作控制经验，其不需知道被控对象的数学模型，由此在系统模型复杂的领域得到发展。
但是实施模糊控制时，需要比较，控制的实时性较差，而且模糊控制的稳态误差有时比传统的PID控制要人，冈此将模糊控制与PID控制相结合的模糊PID控制受剑了新的关注。
模糊PID控制的实施有两种方法：
一是利用模糊推理技术整定PID参数以优化PID控制的性能；二是在调节的初始阶段利川模糊控制、稳定阶段采用pid控制以减少稳态误差。
将模糊PID控制技术使用在冰箱制冷性能测试系统将使测量效率、精度和稳定性进一步提高。
1．2．3本课题意义
对冰箱制冷性能测试自动化系统进行优化设计与研究非常必要，不仅可以减小人工检测带来的人为检测误差，而且还大大降低了检测时间与成本。
通过单片机的控制来，显示出冰箱的制冷性能达标。
并且可以通过与上位机通信，建立数据库，能直观批量的进行检测。
本设计主要内容如下：
（1）温度设定范围为：
室温～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。
（3）用1602液晶显示冰箱的实际温度。
（4）采用适当的控制方法，当设定温度突变（温度变化大于20摄氏度）时，减小系统的调节时间和超调量。
（5）温度控制的静态误差≤0.5℃。
2.总体方案设计
温度检测系统有则共同的特点：
测量点多、环境复杂、布线分散、现场离监控室远等。
若采用一般温度传感器采集温度信号，则需要设计信号调理电路、A/D转换及相应的接口电路，才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理。
这样，由于各种因素会造成检测系统较大的偏差；又因为检测环境复杂、测量点多、信号传输距离远及各种干扰的影响，会使检测系统的稳定性和可靠性下降。
所以多点温度检测系统的设计的关键在于两部分：
温度传感器的选择和主控单元的设计。
温度传感器应用范围广泛、使用数量庞大，也高居各类传感器之首。
2.1传感器部分
方案一：
采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的。
而且在温度测量系统中,采用单片温度传感器,比如AD590,LM35等.但这些芯片输出的都是模拟信号,必须经过A/D转换后才能送给计算机,这样就使得测温装置的结构较复杂.另外,这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器,不能进行多点测量.即使能实现，也要用到复杂的算法，一定程度上也增加了软件实现的难度。
方案二：
在多点测温系统中，传统的测温方法是将模拟信号远距离采样进行AD转换，而为了获得较高的测温精度，就必须采用措施解决由长线传输，多点测量切换及放大电路零点漂移等造成的误差补偿问题。
采用数字温度芯片DS18B20测量温度，输出信号全数字化。
便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。
且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线形较好。
在0—100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。
DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS1820和微控制器AT89C51构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,可直接与计算机连接。
这样,测温系统的结构就比较简单,体积也不大,且由于AT89C51可以带多个DSB1820,因此可以非常容易实现多点测量.轻松的组建传感器网络。
采用温度芯片DS18B20测量温度，可以体现系统芯片化这个趋势。
部分功能电路的集成，使总体电路更简洁，搭建电路和焊接电路时更快。
而且，集成块的使用，有效地避免外界的干扰，提高测量电路的精确度。
所以集成芯片的使用将成为电路发展的一种趋势。
本方案应用这一温度芯片，也是顺应这一趋势。
2.2主控制部分
方案一：
此方案采用PC机实现。
它可在线编程，可在线仿真的功能，这让调试变得方便。
且人机交互友好。
但是PC机输出信号不能直接与DS18B20通信。
需要通过RS232电平转换兼容，硬件的合成在线调试，较为繁琐，很不简便。
而且在一些环境比较恶劣的场合，PC机的体积大，携带安装不方便，性能不稳定，给工程带来很多麻烦！
方案二：
此方案采用AT89C51八位单片机实现。
单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。
而且体积小，硬件实现简单，安装方便。
既可以单独对多DS18B20控制工作，还可以与PC机通信.运用主从分布式思想，由一台上位机（PC微型计算机），下位机（单片机）多点温度数据采集，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统,实现远程控制。
另外AT89C51在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。
2.3系统方案
综上所述,温度传感器以及主控部分都采用第二方案。
系统采用针对传统温度测温系统测温点少，系统兼容性及扩展性较差的特点，运用分布式通讯的思想。
设计一种可以用于大规模多点温度测量的巡回检测系统。
该系统采用的是RS-232串行通讯的标准，通过下位机（单片机）进行现场的温度采集，温度数据既可以由下位机模块实时显示，也可以送回上位机进行数据处理，具有巡检速度快，扩展性好，成本低的特点。
使用基于DS18B20的数字温度传感器，根据具体产品的检测工艺，我们使用如下的方案。
整体的检测方案如下：
图1冰箱制冷系统检测模型
本文具体考虑温度采集模块的设计，使用方案：
使用单片机和数字式单总线温度传感器构成。
其具有下列特点：
具有高的测量精度和分辨率，测量范围大；
抗干扰能力强，稳定性好；
信号易于处理、传送和自动控制；
便于动态及多路测量，读数直观；
安装方便，维护简单，工作可靠性高。
单总线温度传感器可以采用DALLAS公司生产的DS18B20系列，这类温度传感器直接输出数字信号，且多路温度传感器可以挂在1条总线上，共同占用单片机的1个I/O口即可实现。
在提升单片机I/O口驱动能力的前提下，理论上可以任意扩充检测的温度点数。
3.软件系统开发平台
3．1KeiluVision3开发平台
冰箱测控硬件系统中，控制器的处理器采用AT89C51单片机，其编程语言采用汇编语言，汇编开发采用KeiluVision3平台。
Keil是目前流行的开发MCS51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil可以看出，Keil提供了包括C编译器、宏编译器、连接器、库管理和一个功能强大的仿真凋试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。
3．2Proteus简介
Proteus软件是由英国LabcenterElectronics公司开发的EDA工具软件，已有近20年的历史。
该软件集成了高级原理布图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。
它是一种混合电路仿真工具，包括模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的仿真等。
Proteus软件由ISIS和ARES两个软件构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件，ARES是一款高级的布线编辑软件[2]。
ISIS是一个操作简便且功能强大的原理绘图工具，它整合了SPICE的仿真模型，拥有超过8000个元件的庞大库结构。
ARES则可将ISIS的仿真原理图生成PCB版图。
Proteus支持许多通用的微控制器，如PIC系列、AVR系列、8051系列等；同时它还支持ARM、PLD及各种外围芯片的仿真，如基于HD44780芯片的字符LCD、RAM等；具有单步运行、断点设置等调试功能；能与常用编译器如Keil、IAR、Proton等协同调试；有直流电流表/电压表、交流电压表/电流表、示波器逻辑分析仪、频率计等虚拟仪器，为仿真中的测量记录提供了方便；支持图形化分析功能，具有频率特性、傅里叶分析等图形方式，可将仿真曲线精美地绘制出来。
4.硬件电路设计
4．1DS18B20介绍
DALLAS公司的DS18B20单总线数字传感器工作温度范围是-55℃～125℃，在-30℃～85℃范围内温度测量精度为±0.5℃；具有温度报警功能，用户可设置最高和最低报警温度，且设置值掉电不丢失；采用DALLAS公司特有的单总线通信协议，只用一条数据线就可实现与MCU的通信；此外，DS18B20能够直接从数据线获得电源，无需外部电池供电。
DS18B20通过使用在板（on_board）温度测量专利技术来测量温度。
其温度测量电路是通过计数时钟周期来实现的，DS18B20有两个温度系数振荡器，温度测量时对高温度系数振荡器产生的门开同期内，低温度系数振荡器经历的时钟周期的个数进行计数而得到的。
DS18B20数字温度传感器提供9位（二进制）温度读数，指示器件温度，所以无需A/D转换。
信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出，因此从主机CPU到DS18B20仅需一条线连接，而且DS18B20的电源可由数据线本身提供（相对于外部电源，转换时间要延长）。
因此每一个DS18B20在出厂时已经给定了唯一的序号因此从理论上说任意多个DS18B20可以连接在一条单线总线上。
DS18B20的测量范围从-55℃到+125℃，增量为0.5℃（最高精度可达0.1℃），转换速度小于1s（典型值）。
而在本遥测系统中采用外部电源供电温度测量工作方式，其中电阻R是上拉电阻，使得单线总线的空闲状态是高电平。
它与CPU（AT89C51）的接法如图2。
5V
R
图2DS18B20与单片机的连接
图3DS18B20与单片机的连接的proteus图
由于DS18B20只有一根数据线。
因此它和主机（单片机）通信是需要串行通信，而AT89C51有两个串行端口，所以可以不用软件来模拟实现。
经过单线接口访问DC18B20必须遵循如下协议：
初始化、ROM操作命令、存储器操作命令和控制操作。
要使传感器工作，一切处理均从序列开始。
主机发送（Tx）--复位脉冲（最短为480μs的低电平信号）。
接着主机便释放此线并进入接收方式（Rx）。
总线经过4.7K的上拉电阻被拉至高电平状态。
在检测到I/O引脚上的上升沿之后，DS18B20等待15-60μs,并且接着发送脉冲（60-240μs的低电平信号）。
然后以存在复位脉冲表示DS18B20已经准备好发送或接收，然后给出正确的ROM命令和存储操作命令的数据。
DS18B20通过使用时间片来读出和写入数据，时间片用于处理数据位和进行何种指定操作的命令。
它有写时间片和读时间片两种。
写时间片：
当主机把数据线从逻辑高电平拉至逻辑低电平时，产生写时间片。
有两种类型的写时间片：
写1时间片和写0时间片。
所有时间片必须有60微秒的持续期，在各写周期之间必须有最短为1微秒的恢复时间。
读时间片：
从DS18B20读数据时，使用读时间片。
当主机把数据线从逻辑高电平拉至逻辑低电平时产生读时间片。
数据线在逻辑低电平必须保持至少1微秒；来自DS18B20的输出数据在时间下降沿之后的15微秒内有效。
为了读出从读时间片开始算起15微秒的状态，主机必须停止把引脚驱动拉至低电平。
在时间片结束时，I/O引脚经过外部的上拉电阻拉回高电平，所有读时间片的最短持续期为60微秒，包括两个读周期间至少1μs的恢复时间。
一旦主机检测到DS18B20的存在，它便可以发送一个器件ROM操作命令。
所有ROM操作命令均为8位长。
DS18B20的引脚定义和封装形式如图3所示。
DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接电源。
DS18B20的光刻ROM中存有64位序列号，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。
64位光刻ROM的排列是：
开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。
光刻ROM的作用是使每一个DS18B20拥有惟一的地址序列码，以确保在一根总线上挂接多个DS18B20。
所有的串行通讯，读写每一个bit位数据都必须严格遵守器件的时序逻辑来编程，同时还必须遵守总线命令序列，对单总线的DS18B20芯片来说，访问每个器件都要遵守下列命令序列：
首先是初始化；其次执行ROM命令；最后就是执行功能命令（ROM命令和功能命令后面以表格形式给出）。
如果出现序列混乱，则单总线器件不会响应主机。
当然，搜索ROM命令和报警搜索命令，在执行两者中任何一条命令之后，要返回初始化。
基于单总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，初始化过程由主机发出的复位脉冲和从机响应的应答脉冲组成。
应答脉冲使主机知道，总线上有从机，且准备就绪。
在主机检测到
升级会员 