一、前言

行业背景：温感毯行业覆盖群体比较大，市场空间与产值足够大，如果温感毯企业能够提供更好的服务与解决方案，必然带来较好的回报。

竞争优势：与同类产品相比更具有环保，节能的作用。在同一竞争下温感毯作为细分产品之一，其经济实惠、使用方便、安全性好、可取暖排潮等特点。

市场前景：积极利用温感促进企业间交流协作，避免同产品间成功进行竞争；促进跨国公司共同投 入研发新工艺，共享成果，使温感毯向节能、环保、低辐射、功能性产品发展；通过提高产品质量，推进品牌建设；举办展销会增加知名度，鼓励企业通过电子商务更大范围的向外推广产品。

二、项目经济和社会效益分析

经济效益分析：

（一）、市场需求分析

因我国气温变化差异，冬冷夏热，节能减排的大环境下，智能感温毯能有效地解决冬季寒冷电热毯不恒温，夏季炎热开空调费电等问题。我国取暖方式有明显的地域差异，北方冬季统一集中供暖，对电热毯的需求较小。华南地区沿海地区冬季并不寒冷，几乎没有任何需求。但都存在单个季节的单项需求，我们恰恰可供客户选择及自动调节的产品。

（二）、市场竞争分析

与市面上的单项用途的产品，在当季时会存在较大的竞争力，因双方的业务范围有重合、双方都是通过提供舒适及适时用途来为顾客服务。虽然的的确确存在有这样的竞争，但由于我们最大的优点就是一物多用不闲置，我们在不同季节可选择不同温度来满足顾客需要，所以我方团队项目的可行性及经济效益还是很高的。

（三）、盈利分析

由于是温感商品，不会造成季节性销售的局面。是全年均可在市面上流通的产品。前期可能存在顾客对新产品的谨慎导致利润会相对较低，后期随着产品的不断创新以及口碑会给企业带来一定预期利润。

社会效益分析：

促进市场资源有效整合，不单攻部分人群，用户对产品最敏感的地方是价格，其次为服务、质量、功能等因素。如提供质量安全保障，降低生产成本，提高服务水平。辅以市场人员对消费时尚变化的引导，准确的市场定位，即使价格略高于同类产品，用户也可接受，不构成压力。无针对性年龄段的目标群体。

三、项目实施风险及应对措施

（一）、研究目标

  随着国家不断加大对市场秩序的整顿力度，我国的新兴产业市场竞争格局愈发明朗，一部分具有产品设计，生产，销售等快速反应能力的优质企业有望获取更大的市场份额，产品市场集中度提升潜力巨大。分析温感冷热毯未来的政策走向和监管体制的发展趋势，挖掘行业的市场潜力，基于重点细分市场领域的深度研究，提供对产业规模，产业结构，区域结构，市场竞争，产业盈利水平等多个角度市场变化的生动描绘，清晰发展方向。

（二）、研究内容

  温感毯顾名思义为随温度的变化为人们提供需求。是随着季节气候的温度改变来选择毯子的用途，并非随着人体温度的改变而改变。

  冬天和市面上的电热毯是同种类型的产品，是一种接触式电暖器具，它将特制的绝缘性能达到标准的软索式电热元件呈盘蛇状织入或缝入毛毯里，通电时即发出热量。主要用于人们睡眠时提高被窝里的温度来达到取暖目的，还可用于被褥的去潮除湿。在人们睡眠时提高被窝里的温度来达到取暖目的。还可用于被褥的去潮除湿。同时夏天就会用到它的另一个用途冰凉毯，它们的区分在于一个决定性开关。

  随着政策的进一步利好，越来越多的需求将会被释放，行业将紧密结合结合产业上下游的资源，充丰富行业的应用场景。

（三）、解决的问题

  主要是在于设施的安全性，鉴于此，销售方应当与多家保险机构达成协议，制定相关保险内容，在确保人身安全没有受到影响后，开展相关的内容。

（四）、实验方案

1、统一结构，温度设定；

  设计的电热毯具有连续控制温度并能报警的功能，则先需要实现对温度的设定，再是对温度的监测显示，最后是实现报警功能，就要分几个模块；

通过对显示模块、温度传感模块、按键控制模块、频率发生等模块的设计来实现电热毯的温度控制与报警系统。

2、硬件控制；

  在软件仿真通过之后便开始硬件设计，元件的排列布局方面和焊接方面下功夫，在经过单片机最小系统、加热部分、按键显示部分、扬声器部分的一一测试无误之后，硬件实现正常工作。

3、装置调试；

  预热（冷）状态切换到保温状态电热毯单片机控制器在接通温感毯一段时间后到达指定温度、能自动将温感毯由预热（冷）状态切换到实获际温得度保温状态。

4、人体检测；

  不同人的睡眠习惯有所差异，晚上睡觉翻身及温差等因素，预设温度就会产生差异，为了解决温感毯温度分布不均的问题，保证温感毯每一部分都达到设定温度，使用不同温度传感器在不同人身上进行多次测试。

（五）、可行性分析

1、试验环境

  分为在常温、冷态、热态以及潮态四个状态下在不同环境状态下要求检测的重点各不相同。温感毯应满足电热器具以及制冷产品一般通用的技术要求外，还应满足一些特殊要求，对温感毯是否合格的判定，需将标准规定的技术指标全部检验完后方可确定。温感毯的检验应以现行国家标准为准。

2、 装置配置

  装置的外壳应完整、光滑、无缺陷；电源引线应无机械破损，引出线根部应有护套并与本体固定较为牢固，无窜动，开关动作灵活，各挡接触可靠。外观检验用视觉观察外观，看表面平整、清洁、柔软，针迹整齐均匀、缝合牢固。

3、安全检验

  发热试验检查器具在运行中各部分的温升，应不超过标准的温升值以保证器具不因超而影响其性能和造成意外事故。泄漏电流的测量与绝缘电阻的测量在本质上是相同的。

（六）、技术路线

本系统大部分执行机构都采用定时/开关控制手法，控制方式简单。但考虑温度控制具有大滞后性以及人体的适应能力，温度控制考虑采用闭环控制手法。其主要控制思路是利用温度传感器检测温度，然后利用PID 算法解算出PWM 占空比，然后通过调整开启/关断的时间比值来实现温度控制。图1 是PID 算法基本结构框图。

在本系统中采用位置型数字PID 控制算法，其基本控制公式为：

其中e（k-N）为本时刻前第N 时刻的检测误差。

在PID 算法中，比例系数KP 主要用于加快调节，减少偏差，但Kp 过大会大幅度增加超调量；积分时间TI 用于消除静差，同时减少超调；微分时间TD 用于超前响应，提高系统的响应速度同时改善超调。在本次设计中，考虑到水族箱系统温度超调是不允许出现的，因为鱼类无法承受温度急剧升高，因此采用了专家型PID 的设计思路[4]。主要措施包括：

（1）当偏差e（k）绝对值很大时，不管误差变化趋势如何，控制器都按预设定值输出，以期快速减少误差，同时避免超调，此时的系统相当于一个开环系统。

（2）当偏差 e（k）·Δe（k）＞0 或者 Δe（k）=0 时，说明偏差在朝绝对值增加的方向变化或者维持某一定值；此时观察e（k）大小，如e（k）绝对值超过某个设定值M，则输出较强的控制作用（2），减少偏差。

如e（k）绝对值小于该设定值，则可认为虽然偏差有增大趋势，但偏差本身并不大，可以考虑实施一般程度的PID 控制作用（3）。

（3）如 e（k）·Δe（k）＜0，e（k）·Δe（k-N）＞0 或者 e（k）=0 时，说明偏差的绝对值有减小的趋势或者以达到平衡，此时可以维持控制器输出不变。

（4）如 e（k）·Δe（k）＜0，e（k）·Δe（k-N）＜0 时，说明偏差处于极值，此时如果偏差绝对值较大，可实施较强的控制作用（4）

如果此时偏差绝对值较小，可实施较弱的控制作用（5）。

（5）当偏差小于精度时，引入积分作用，可进一步减少偏差。

根据以上思路，利用相关的模型，可实现较理想的控制效果。此外PID控制系统还具有灵活性，能够实现数据自动采集与处理，进而为温度控制提供有效依据，优化工艺操作，降低生产成本，得到良好的生产效益。

参考文献：

[1]马雄仓.智能温度控制系统.船电技术,2012（01）

[2]方梓成.基于CAN总线的智能温度控制系统.实验科学与技术，2014（A3）

[3]王欣峰，任淑萍.基于模糊PID的AVR单片机智能温度控制系统设计.现代电子技术，2018（15）

基金项目：铜陵学院大学生创新创业训练计划省级项目

基金编号：s202210383085x