Technology技术
智能解冻冰箱
雷桂斌 王淑青 李永强 李灿苹（广东海洋大学 广东湛江 524008）
摘要：现有的家用冰箱，食物解冻需要用户手工操作，智能解冻冰箱利用热管技术和单片机自动控制技术实现自动解冻。智能解冻冰箱由一个独立隔热的冷藏室和多个独立、隔热的冷冻室构成，冷藏室和冷冻室之间用热管连接，热管上装有电磁阀，单片机控制电磁阀，冷冻室缓慢升温转化为冷藏室，冷冻的食物在用户的预约时间完成自动解冻，最大限度的保存了食物的营养和口感。同时，由于多个独立隔热的冷冻室设计，智能解冻冰箱比同类冰箱节约电能。
关键词：智能解冻；热管；单片机；冰箱；口感
Smart unfreezing refrigerator
Gui bin Lei Shu qing Wang Yongqiang Li Canping Li
(Guangdong Ocean University Guangdong Zhanjiang 524008)
Food unfrozen process of a domestic refrigerator requires the user to manually operate. Smart unfreezing Abstract：
refrigerator, use of heat pipe and SCM automatic technology, makes food to unfreeze automatically and slowly. The refrigerator is composed of a refrigerator compartment and several insulated freezer compartments. Fitted with a solenoid valve, heat pipe is connected between the refrigerator compartment and freezer compartment. In order to maximize the preservation of food nutrition and taste, SCM controls solenoid valve to let freezer warm slowly.Food is unfrozen at the user's appointment time. Also, due to the several independent insulated freezer rooms design, the smart refrigerator saves power than similar refrigerator.
Smart unfreeze; Heat pipe; SCM; Refrigerator; TasteKeyword：
现在主流电冰箱的食物温度变化曲线如图1所示；1阶段，2阶段,食物处于食物降温冷冻存；3阶段，冷冻保存；食物从冰箱内拿出，放在冷冻4阶段，板上自然解冻；加热解冻，用户没有时间等候自然解冻就加热，放入温水中、或微波炉中解冻。在餐桌上，冻过的肉类食品由于会产生像木头一样的口感，容易被剩下甚至倒入垃圾桶。
有经验的用户，早晨就将冷冻的食物从冷1冻室转入冷藏室，食物的温度变化如图2所示；2阶段，阶段，食物降温冷冻存；食物处于冷冻保3阶段，4阶段，存；食物在冷藏室缓慢解冻；食物
从冰箱内拿出，食物放在常温环境烹饪。但是，现代人普遍睡眠不足，在早晨的忙碌中，经常忘记将食物从冷冻室转入冷藏室。结果就只有快速解冻。解冻不方便，导致用户放弃使用冷冻室或者冷冻室满满的但没时间解冻烹饪[1-3]。
另外，常用的抽屉式冷冻室每次打开时冷气泄漏浪费电力，且带入空气中的水分在冰箱中结霜，给用户带来不便。
专利文献《解冻装置及设有解冻装置的冰箱》为解决这个难题做出尝试,公开了一种解冻装置，包括第一热管组和第二热管组，第一热管
组和第二热管组均包括竖向部分，竖向部分的顶部弯折设有横向部分；第一热管组和第二热管组的横向部分由固定装置固定且两热管组横向部分的自由端相对。所述固定装置包括固定框，固定框的顶部和底部分别固定设有上传热搁架板和下传热搁架板，所述第一和第二热管组的横向部分均位于上、下传热搁架板之间；所述固定框左、右延伸有用于与冰箱冷藏室内胆滑道相适配的突出部。本发明还公开了一种设有解冻装置的冰箱，该冰箱及解冻装置具有使用方便、节约能源、不需要单独的解冻空间、不需要电加热器、
Technology
技术
能够自动收集解冻时产生的冷凝水以及使用时冷藏室内部温度更加均匀等优点[1]。
热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力[11] [12]。
热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发端，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端
[13] [14]
1.3.2 解冻过程
例如：星期日八点钟，用户在冷冻室1中放入食物，通过键盘输入取出食物的时间，预计星期一下午五点钟取出食物烹调，冷冻室工作，星期21点完成估算日20点钟食物达到最低冷冻温度，
冷冻室自然吸热解冻时间、估算冷冻室热管解冻时间。
根据估算的冷冻室1热管解冻时间为8小时，根据估算的冷冻室1自然吸热解冻时间为2421点关闭制冷剂管道连接压缩机的阀门，小时，
冷冻室1进入自然吸热解冻状态，到星期一上午十一点温度上升为-13℃，冷冻室1进入热管解冻状态，热管电磁阀打开六小时后，冷冻室冷量流入冷藏室，冷冻室和冷藏室的温度接近4℃。
由于环境温度、电力的变化、冰箱门的密封性能、传感器精度等随机变量的影响，解冻时间不准，我们需要给定一个误差量，提前一点解冻时间，或者说给出解冻温度误差。当然也可以加装更多更精确的传感器、更强单片机、更优的算法，但成本上升太多。
1.3.3 家用冰箱冷冻室的数量
第二冷冻室用于第二次解冻食物，第N冷冻室用于第N次解冻食物，每周七天，六天吃冷冻食物，每天解冻两个冷冻室，共需12个冷冻室。有的家庭，中午不回家，六天吃冷冻食物，每天解冻1个冷冻室，共需6个冷冻室。
1 系统的总体设计
1.1 理想的食物解冻温度
智能冰箱热管解冻温度曲线如图3所示,1阶2阶段：3段：食物降温冷冻；食物处于冷冻保存；阶段：关闭冷冻室的制冷液的流入食物缓慢升温4阶段：解冻；为了缩短解冻时间，将冷冻室与冷藏室之间用热管连接，冷冻室与冷藏室的温度逐渐趋于一致，食物缓慢解冻。
这样出现两个问题：冷冻室的食物全部解冻了，反复冷冻和解冻影响食物的质量；冷冻室内的食物不能太多，否则冷藏室的温度会降到0℃以下，冷藏室变为冷冻室，影响冷藏室内食物的保存。设计如图4的结构的冰箱圆满的解决了这两个问题。
1.2 智能解冻冰箱的结构
（1）智能解冻冰箱的冷冻室分为多个，冷冻室与冷藏室之间设有保温层，单片机系统控制每个冷冻室与冷藏室制冷剂的流量，每个冷冻室与冷藏室之间用热管连接，热管上安装电磁阀控制热管的开关，电磁阀由单片机控制，热管端部设有换热器。冷冻室、冷藏室、冰箱外壳分别设置有温度传感器，温度传感器与单片机连接测量如冷冻室、冷藏室的温度和冰箱外的室温[4] [5]。图5所示。
（2）热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到
。
这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。热管具有很高的导热性、优良的等温性、热流密度可变性、热流方向的可逆性、热二极管与热开关性能、恒温特性（可控热管）、环境的适应性
[9] [10]
。
1.3 食物解冻过程
1.3.1 冷冻室自然吸热解冻时间、热管解冻时间测定
冰箱启动的时候，关闭所有热管电磁阀，打开制冷剂管道阀门，压缩机工作，冷冻室温度降到最低冷冻温度。压缩机停机，打开热管，温度缓慢升高到最高冷冻温度，单片机记录温度上升的速度，估算冷冻室热管解冻时间。
关闭所有热管电磁阀，制冷剂管道阀门打开，压缩机再次启动，食物再次达到最低冷冻温度，压缩机停机，温度缓慢升高，单片机记录温度上升的速度，估算冷冻室自然吸热解冻时间。
如图6所示温度曲线上升的斜率表示单位时间上升的温度，测试2-1阶段的温度升高速度V21（制冷关闭、热管关闭，冷冻室温度升高的速度），测试2-2阶段的温度升高速度V22（制冷关闭、热管打开，冷冻室温度升高的速度）。
2 控制器硬件设计
2.1冰箱控制器的设计
控制器系统硬件包括热敏电阻传感器、放大电路、多路选择器、单片机、多路分配器、电磁
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Technology技术
阀、按键、液晶屏、语音模块或发光二极管、蜂鸣器等部分组成。智能解冻冰箱控制器示意图如图7所示[5] [6]。
2.2 单片机的设计
STC12C5410AD系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的兼容8051内核单片机，是高速/低功耗的新一代8051单片机，全新的流水线/精简指令集结构,内部集成MAX810专用复位电路。实验系统采用STC12C5410单片机，工作电10k字节Flash程序存储器，512字节压5.5-3.4v，
SRAM，2个定时器，有UART, 4路PCA/PWM,高速A/D转换,I/O 27/23,有看门狗,有内置复位,有EEPROM。STC12C5410单片机如图8所示。
2.3 传感器的设计
冰箱温度检测是温度控制的基础，实验系统选用热敏电阻传感器，商品化程度高，成本低，分辨力和灵敏度高，精度较高，结构轻小，使用方便，便于实现自动化测量。方案中采用热敏电阻作为温度传感器，具体原理如图9所示。热敏D/A检测得到电压电阻Rt与高精密电阻R0串联，
从而可以得到热敏电阻Rt如下式：值UDT，
它是一种多路输入、单路输出的组合逻辑电路，ADG706是一款低压CMOS模拟多如图10所示。
路复用器，内置16个单通道。它根据4位二进制A1、A2和A3所确定的地址，地址线A0、将16路输入(S1-S16)之一切换至公共输出D。该器件提供EN输入，用来使能或禁用器件。禁用时，所有2.5Ω；通道均关断。导通电阻：导通电阻平坦度：0.5Ω；100 pA；40 ns。泄漏电流：开关时间：
2.5 多路分配器
多路分配器的结构与多路选择器正好相反，它是一种单输入、多输出组合逻辑部件，由选择控制变量决定输入从哪一路输出，是指能够将1个输入数据，根据需要传送到多个输出端的任何一个输出端的电路，叫做数据分配器，又称为多路分配器，如图11所示。选74LS138作数据分配器,选择低电平有效的两个使能端之一为数据输入端，其他使能端置于有效电平。当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（E2）和（E3）为A1、A2）低电平时，可将地址端（A0、的二进制编比如：码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。A2A1A0=110时，则输出端Y6输出低电平信号。
T= TD+TS+TR+TW
其中，冷冻时间TD,自升温解冻时间TS,热管解冻时间TR,解冻时间误差TW。
在1阶段，冷冻阶段，制冷打开、热管关闭，食物温度快速下降到最低冷冻温度；
在2阶段，冷冻保存阶段，制冷间断打开,冷（压缩机关闭冻室维持冷冻状态，冰箱测定V21后，冷冻室温度自然上升的速度，单位为℃/分V22（压缩机关闭后，热管打开冷冻室温度钟），上升的速度℃/分钟），计算自升温解冻时间TS、冷冻时间TD。除了测计算热管解冻时间TR计算、
试阶段，冷冻保存阶段2的其他时间，热管关闭。
T>TD，冰箱进在3阶段，自升温解冻阶段：入自升温解冻，冰箱的隔热材料会缓慢传递热量到冷冻室。
T>TS+TD热管打在4阶段，热管解冻阶段：开，冷冻室通过热管吸收冷藏室的热量，也就是T>TR+TS+ TD说冷冻室与冷藏室进行等温过程。食物处于冷藏状态，解冻完成[7] [8]。
4 结束语
实验证实在选用合适热管的条件下,智能解冻冰箱控制系统控制连通冷冻室和冷藏室的热管,在几小时后冷冻室和冷藏室的温度趋于一致,冷冻的食物自动解冻,冷冻食物的口感对比实验证实：用户凭口感不能区分肉类食品是否冷冻过。
由于冷冻室分为多个,每次存取食物只打开相应的冷冻室,冷气泄漏量只有原来的几分之一,
Rt
VCCR0
R0 VDt
3 控制器系统软件设计
软件流程如图12所示，以其中的第一冷冻室为例，说明软件流程，其他冷冻室的流程相同，用户放入适量的食物，设定取用食物的时间，不同的冷冻室，用户可以设定的不同取用时间，取用食物的时间减去现在的时间为食物在冰箱中的储存时间，食物在冰箱中的储存时间为：
由上式得到热敏电阻的阻值，根据温度与阻值的关系，可以确定冰箱的库温，同时与所设定温度相比较，进而控制冰箱中的继电器，从而实现冰箱内部温度的控制。
2.4 多路选择器
多路选择器又称为数据选择器或多路开关，
Technology
技术
节省了电力。冷冻室的冷量传导到冷藏室,解冻过程的冷量加以再利用，节省了电力。
生产成本增加200~300元，购买价格提高，适合消费水平较高的用户使用，但综合测算：购买价格提高，使用成本下降，总成本略有下降。
总之，智能解冻冰箱能够在不增加总成本的条件下提高冷冻食品的质量，保障用户的家庭成员健康。
参考文献
[1] 王允; 宋新洲; 廉小磊; 付士健; 肖建军; 熊征; 王蕾蕾; 王兰敬. 解冻装置及设有解冻装置的冰箱[Ｐ].中国专利：CN[1**********]5.6，2013.01.16
[2]李志海,郑水英. 冰箱压缩机用直线电机的控制系统[J]. 电机与控制应用,2006,01:33-36.
[3]Padmaraja Yedamale. 冰箱的直流无刷电机控制[J]. 世界电子元器件, 2009, 04:41-43.
[4]洪华. 单片机在智能冰箱控制中的研究与应用[J]. 科技创新导报,2009,33:45.
[5]张嵩,刘光利,马岩,高琳. 基于PIC单片机冰箱部分功能的控制[J]. 机械工程师, 2013,02:14-16.
[6]孙丰,王振宏,李伟龙. 实现冰箱部分功能控制的PIC单片机研究[J]. 机电技术,2013, 03:53-55+58.
[7]李焕文,李增华. 模糊控制在冰箱温控上的应用[A]. 中国测绘学会.全面建设小康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集（下）[C].中国测绘学会:,2003:1.
[8]李焕文. 智能冰箱控制系统的研究[D].沈阳工业大学,2004.
[9]闫涛; 梁惊涛 一种可主动控制工作温度的低温回路热管[J]. 宇航学报 2010-09 2218-2222
[10]李炜征. 基于低温热管与自然循环的高效低温传热方法研究[D].浙江大学,2005
[11]Lu,Z.S.;Wang,L.W.;Wang,R.Z Experimental analysis of an adsorption refrigerator with mass and heat-pipe heat recovery process ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT卷: 53期: 1 页: 291-297 JAN 2012
[12] Lu,ZS;Wang,RZ;Wang,LW等; A study on multifunction heat pipe type high efficient adsorption refrigerator using compound adsorbent-ammonia CHINESE
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智能解冻冰箱
雷桂斌 王淑青 李永强 李灿苹（广东海洋大学 广东湛江 524008）
摘要：现有的家用冰箱，食物解冻需要用户手工操作，智能解冻冰箱利用热管技术和单片机自动控制技术实现自动解冻。智能解冻冰箱由一个独立隔热的冷藏室和多个独立、隔热的冷冻室构成，冷藏室和冷冻室之间用热管连接，热管上装有电磁阀，单片机控制电磁阀，冷冻室缓慢升温转化为冷藏室，冷冻的食物在用户的预约时间完成自动解冻，最大限度的保存了食物的营养和口感。同时，由于多个独立隔热的冷冻室设计，智能解冻冰箱比同类冰箱节约电能。
关键词：智能解冻；热管；单片机；冰箱；口感
Smart unfreezing refrigerator
Gui bin Lei Shu qing Wang Yongqiang Li Canping Li
(Guangdong Ocean University Guangdong Zhanjiang 524008)
Food unfrozen process of a domestic refrigerator requires the user to manually operate. Smart unfreezing Abstract：
refrigerator, use of heat pipe and SCM automatic technology, makes food to unfreeze automatically and slowly. The refrigerator is composed of a refrigerator compartment and several insulated freezer compartments. Fitted with a solenoid valve, heat pipe is connected between the refrigerator compartment and freezer compartment. In order to maximize the preservation of food nutrition and taste, SCM controls solenoid valve to let freezer warm slowly.Food is unfrozen at the user's appointment time. Also, due to the several independent insulated freezer rooms design, the smart refrigerator saves power than similar refrigerator.
Smart unfreeze; Heat pipe; SCM; Refrigerator; TasteKeyword：
现在主流电冰箱的食物温度变化曲线如图1所示；1阶段，2阶段,食物处于食物降温冷冻存；3阶段，冷冻保存；食物从冰箱内拿出，放在冷冻4阶段，板上自然解冻；加热解冻，用户没有时间等候自然解冻就加热，放入温水中、或微波炉中解冻。在餐桌上，冻过的肉类食品由于会产生像木头一样的口感，容易被剩下甚至倒入垃圾桶。
有经验的用户，早晨就将冷冻的食物从冷1冻室转入冷藏室，食物的温度变化如图2所示；2阶段，阶段，食物降温冷冻存；食物处于冷冻保3阶段，4阶段，存；食物在冷藏室缓慢解冻；食物
从冰箱内拿出，食物放在常温环境烹饪。但是，现代人普遍睡眠不足，在早晨的忙碌中，经常忘记将食物从冷冻室转入冷藏室。结果就只有快速解冻。解冻不方便，导致用户放弃使用冷冻室或者冷冻室满满的但没时间解冻烹饪[1-3]。
另外，常用的抽屉式冷冻室每次打开时冷气泄漏浪费电力，且带入空气中的水分在冰箱中结霜，给用户带来不便。
专利文献《解冻装置及设有解冻装置的冰箱》为解决这个难题做出尝试,公开了一种解冻装置，包括第一热管组和第二热管组，第一热管
组和第二热管组均包括竖向部分，竖向部分的顶部弯折设有横向部分；第一热管组和第二热管组的横向部分由固定装置固定且两热管组横向部分的自由端相对。所述固定装置包括固定框，固定框的顶部和底部分别固定设有上传热搁架板和下传热搁架板，所述第一和第二热管组的横向部分均位于上、下传热搁架板之间；所述固定框左、右延伸有用于与冰箱冷藏室内胆滑道相适配的突出部。本发明还公开了一种设有解冻装置的冰箱，该冰箱及解冻装置具有使用方便、节约能源、不需要单独的解冻空间、不需要电加热器、
Technology
技术
能够自动收集解冻时产生的冷凝水以及使用时冷藏室内部温度更加均匀等优点[1]。
热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力[11] [12]。
热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发端，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端
[13] [14]
1.3.2 解冻过程
例如：星期日八点钟，用户在冷冻室1中放入食物，通过键盘输入取出食物的时间，预计星期一下午五点钟取出食物烹调，冷冻室工作，星期21点完成估算日20点钟食物达到最低冷冻温度，
冷冻室自然吸热解冻时间、估算冷冻室热管解冻时间。
根据估算的冷冻室1热管解冻时间为8小时，根据估算的冷冻室1自然吸热解冻时间为2421点关闭制冷剂管道连接压缩机的阀门，小时，
冷冻室1进入自然吸热解冻状态，到星期一上午十一点温度上升为-13℃，冷冻室1进入热管解冻状态，热管电磁阀打开六小时后，冷冻室冷量流入冷藏室，冷冻室和冷藏室的温度接近4℃。
由于环境温度、电力的变化、冰箱门的密封性能、传感器精度等随机变量的影响，解冻时间不准，我们需要给定一个误差量，提前一点解冻时间，或者说给出解冻温度误差。当然也可以加装更多更精确的传感器、更强单片机、更优的算法，但成本上升太多。
1.3.3 家用冰箱冷冻室的数量
第二冷冻室用于第二次解冻食物，第N冷冻室用于第N次解冻食物，每周七天，六天吃冷冻食物，每天解冻两个冷冻室，共需12个冷冻室。有的家庭，中午不回家，六天吃冷冻食物，每天解冻1个冷冻室，共需6个冷冻室。
1 系统的总体设计
1.1 理想的食物解冻温度
智能冰箱热管解冻温度曲线如图3所示,1阶2阶段：3段：食物降温冷冻；食物处于冷冻保存；阶段：关闭冷冻室的制冷液的流入食物缓慢升温4阶段：解冻；为了缩短解冻时间，将冷冻室与冷藏室之间用热管连接，冷冻室与冷藏室的温度逐渐趋于一致，食物缓慢解冻。
这样出现两个问题：冷冻室的食物全部解冻了，反复冷冻和解冻影响食物的质量；冷冻室内的食物不能太多，否则冷藏室的温度会降到0℃以下，冷藏室变为冷冻室，影响冷藏室内食物的保存。设计如图4的结构的冰箱圆满的解决了这两个问题。
1.2 智能解冻冰箱的结构
（1）智能解冻冰箱的冷冻室分为多个，冷冻室与冷藏室之间设有保温层，单片机系统控制每个冷冻室与冷藏室制冷剂的流量，每个冷冻室与冷藏室之间用热管连接，热管上安装电磁阀控制热管的开关，电磁阀由单片机控制，热管端部设有换热器。冷冻室、冷藏室、冰箱外壳分别设置有温度传感器，温度传感器与单片机连接测量如冷冻室、冷藏室的温度和冰箱外的室温[4] [5]。图5所示。
（2）热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到
。
这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。热管具有很高的导热性、优良的等温性、热流密度可变性、热流方向的可逆性、热二极管与热开关性能、恒温特性（可控热管）、环境的适应性
[9] [10]
。
1.3 食物解冻过程
1.3.1 冷冻室自然吸热解冻时间、热管解冻时间测定
冰箱启动的时候，关闭所有热管电磁阀，打开制冷剂管道阀门，压缩机工作，冷冻室温度降到最低冷冻温度。压缩机停机，打开热管，温度缓慢升高到最高冷冻温度，单片机记录温度上升的速度，估算冷冻室热管解冻时间。
关闭所有热管电磁阀，制冷剂管道阀门打开，压缩机再次启动，食物再次达到最低冷冻温度，压缩机停机，温度缓慢升高，单片机记录温度上升的速度，估算冷冻室自然吸热解冻时间。
如图6所示温度曲线上升的斜率表示单位时间上升的温度，测试2-1阶段的温度升高速度V21（制冷关闭、热管关闭，冷冻室温度升高的速度），测试2-2阶段的温度升高速度V22（制冷关闭、热管打开，冷冻室温度升高的速度）。
2 控制器硬件设计
2.1冰箱控制器的设计
控制器系统硬件包括热敏电阻传感器、放大电路、多路选择器、单片机、多路分配器、电磁
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Technology技术
阀、按键、液晶屏、语音模块或发光二极管、蜂鸣器等部分组成。智能解冻冰箱控制器示意图如图7所示[5] [6]。
2.2 单片机的设计
STC12C5410AD系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的兼容8051内核单片机，是高速/低功耗的新一代8051单片机，全新的流水线/精简指令集结构,内部集成MAX810专用复位电路。实验系统采用STC12C5410单片机，工作电10k字节Flash程序存储器，512字节压5.5-3.4v，
SRAM，2个定时器，有UART, 4路PCA/PWM,高速A/D转换,I/O 27/23,有看门狗,有内置复位,有EEPROM。STC12C5410单片机如图8所示。
2.3 传感器的设计
冰箱温度检测是温度控制的基础，实验系统选用热敏电阻传感器，商品化程度高，成本低，分辨力和灵敏度高，精度较高，结构轻小，使用方便，便于实现自动化测量。方案中采用热敏电阻作为温度传感器，具体原理如图9所示。热敏D/A检测得到电压电阻Rt与高精密电阻R0串联，
从而可以得到热敏电阻Rt如下式：值UDT，
它是一种多路输入、单路输出的组合逻辑电路，ADG706是一款低压CMOS模拟多如图10所示。
路复用器，内置16个单通道。它根据4位二进制A1、A2和A3所确定的地址，地址线A0、将16路输入(S1-S16)之一切换至公共输出D。该器件提供EN输入，用来使能或禁用器件。禁用时，所有2.5Ω；通道均关断。导通电阻：导通电阻平坦度：0.5Ω；100 pA；40 ns。泄漏电流：开关时间：
2.5 多路分配器
多路分配器的结构与多路选择器正好相反，它是一种单输入、多输出组合逻辑部件，由选择控制变量决定输入从哪一路输出，是指能够将1个输入数据，根据需要传送到多个输出端的任何一个输出端的电路，叫做数据分配器，又称为多路分配器，如图11所示。选74LS138作数据分配器,选择低电平有效的两个使能端之一为数据输入端，其他使能端置于有效电平。当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（E2）和（E3）为A1、A2）低电平时，可将地址端（A0、的二进制编比如：码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。A2A1A0=110时，则输出端Y6输出低电平信号。
T= TD+TS+TR+TW
其中，冷冻时间TD,自升温解冻时间TS,热管解冻时间TR,解冻时间误差TW。
在1阶段，冷冻阶段，制冷打开、热管关闭，食物温度快速下降到最低冷冻温度；
在2阶段，冷冻保存阶段，制冷间断打开,冷（压缩机关闭冻室维持冷冻状态，冰箱测定V21后，冷冻室温度自然上升的速度，单位为℃/分V22（压缩机关闭后，热管打开冷冻室温度钟），上升的速度℃/分钟），计算自升温解冻时间TS、冷冻时间TD。除了测计算热管解冻时间TR计算、
试阶段，冷冻保存阶段2的其他时间，热管关闭。
T>TD，冰箱进在3阶段，自升温解冻阶段：入自升温解冻，冰箱的隔热材料会缓慢传递热量到冷冻室。
T>TS+TD热管打在4阶段，热管解冻阶段：开，冷冻室通过热管吸收冷藏室的热量，也就是T>TR+TS+ TD说冷冻室与冷藏室进行等温过程。食物处于冷藏状态，解冻完成[7] [8]。
4 结束语
实验证实在选用合适热管的条件下,智能解冻冰箱控制系统控制连通冷冻室和冷藏室的热管,在几小时后冷冻室和冷藏室的温度趋于一致,冷冻的食物自动解冻,冷冻食物的口感对比实验证实：用户凭口感不能区分肉类食品是否冷冻过。
由于冷冻室分为多个,每次存取食物只打开相应的冷冻室,冷气泄漏量只有原来的几分之一,
Rt
VCCR0
R0 VDt
3 控制器系统软件设计
软件流程如图12所示，以其中的第一冷冻室为例，说明软件流程，其他冷冻室的流程相同，用户放入适量的食物，设定取用食物的时间，不同的冷冻室，用户可以设定的不同取用时间，取用食物的时间减去现在的时间为食物在冰箱中的储存时间，食物在冰箱中的储存时间为：
由上式得到热敏电阻的阻值，根据温度与阻值的关系，可以确定冰箱的库温，同时与所设定温度相比较，进而控制冰箱中的继电器，从而实现冰箱内部温度的控制。
2.4 多路选择器
多路选择器又称为数据选择器或多路开关，
Technology
技术
节省了电力。冷冻室的冷量传导到冷藏室,解冻过程的冷量加以再利用，节省了电力。
生产成本增加200~300元，购买价格提高，适合消费水平较高的用户使用，但综合测算：购买价格提高，使用成本下降，总成本略有下降。
总之，智能解冻冰箱能够在不增加总成本的条件下提高冷冻食品的质量，保障用户的家庭成员健康。
参考文献
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