一种晶体生长装置无线控制系统及其无线控制方法

本发明属于晶体生长领域，本发明得到了中国科学院信息规划基金[theinformatization plan of chinese academy of sciences(cas-wx2021sf-0102)]和国家自然科学基金[the national natural science foundation of china(grantno.u22a6005,u2032204)]以及中国科学院战略重点研究项目(the strategic priorityresearch program b of the chinese academy of sciences)(xdb33000000)基金的支持的支持，具体涉及一种晶体生长装置无线控制系统及其无线控制方法。

背景技术：

1、晶体是近代科学技术发展中不可缺少的重要材料，它与空间、电子、激光、新能源开发、生物医学等新技术密切相关。目前晶体的生长需要通过人工操作晶体生长装置来实现，在进行高温生长时，实验人员需要用肢体去接触晶体生长装置，伴有一定的危险性。在进行晶体生长的过程中，也需要实时去看晶体生长装置的状态，十分不便，并且通常一台晶体生长装置只能生长一块晶体，若要进行大批量的单晶生长，十分浪费人力，并且科学实验对实验数据的真实性有着极高的要求，但目前的人工生长单晶实验仅能控制晶体生长装置，如晶体生长炉的开闭或关闭，并不能实时记录单晶的温度曲线以及精确控制晶体生长装置，如晶体生长炉运行的温度，导致实验数据与真实情况存在出入，也不方便后续重复实验的进行，经实验表明重复通过人工记录下来的实验记录成功率不足40％。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种晶体生长装置无线控制系统及其无线控制方法。

2、在阐述本
技术实现要素：
之前，定义本文中所使用的术语如下：

3、术语“wi-fi”是指：无线网络技术，英文全称“wireless fidelity”。

4、为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种晶体生长装置无线控制系统，所述晶体生长装置无线控制系统包括：发射模块、接收模块和智能控制终端；其中，

5、所述接收模块位于晶体生长装置中，所述发射模块和所述智能控制终端相连。

6、根据本发明第一方面的晶体生长装置无线控制系统，其中，所述发射模块包括路由器，所述路由器的类型优选选自以下一种或多种：内部无线路由器、分布式无线路由器、专用无线路由器，更优选为内部无线路由器或专用无线路由器。

7、根据本发明第一方面的晶体生长装置无线控制系统，其中，所述接收模块包括：wi-fi串口服务器和温控仪；

8、优选地，所述发射模块与所述接收模块的数量比为1:1～30，更优选为1:5～25，进一步优选为1:10～25；

9、优选地，所述wi-fi串口服务器与所述温控仪通过rs-485串口连接；和/或

10、优选地，所述温控仪为液涨式温度控制器或电子式温度控制器，最优选为电子式温度控制器。

11、根据本发明第一方面的晶体生长装置无线控制系统，其中，所述智能控制终端通过软件直接控制晶体生长装置；

12、优选地，所述智能控制终端选自以下一种或多种：电脑、手机、平板；更优选选自以下一种或多种：笔记本电脑、台式电脑、智能手机、平板。

13、根据本发明第一方面的晶体生长装置无线控制系统，其中，所述接收模块与所述发射模块均发射电磁波，并通过无线电磁波连接；

14、优选地，所述无线电磁波的距离范围为小于等于20m，更优选为小于等于15m。

15、根据本发明第一方面的晶体生长装置无线控制系统，其中，所述晶体生长装置无线控制系统还包括：用于储存数据的服务器；

16、优选地，所述晶体生长装置为晶体生长炉；

17、更优选地，所述晶体生长炉为单晶生长炉或多晶生长炉；

18、进一步优选地，所述单晶生长炉为井式单晶生长炉。

19、根据本发明第一方面的晶体生长装置无线控制系统，其中，所述软件的功能模块包括：

20、实时温度监控模块，以实时监控温度的变化；

21、参数设置模块，以设置所述晶体生长装置的运行温度；

22、升温曲线的描绘对比模块，以记录和描绘所述晶体生长装置的升温曲线，并且将所述晶体生长装置的实时温度曲线和预期设计温度曲线进行对比；

23、记录信息模块，以实时记录所述晶体生长装置的运行温度；

24、报警信息记录模块，以对所述晶体生长装置的不正常运转以及偏离预期实验温度发出预警并记录。

25、本发明的第二方面提供了一种无线控制晶体生长装置的方法，所述方法通过使用第一方面所述的晶体生长装置无线控制系统进行信号传导，从而实现对所述晶体生长的无线批量控制。

26、根据本发明第二方面的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

27、(1)通过所述晶体生长装置无线控制系统的智能控制终端向发射模块发送控制命令和反馈命令；

28、(2)所述发射模块根据接收到的反馈命令，反馈对应的实时温度、参数设置、升温曲线、记录信息、报警信息记录，并通过wi-fi发送到智能控制终端；

29、(3)所述智能控制终端对所述发射模块下达指令，所述发射模块发射携带指令信息的无线电波、接收装置接收电波，对所述晶体生长装置进行对应的指令控制。

30、根据本发明第二方面的方法，其中，所述智能控制终端模块通过所述发射模块同时连接多个所述接收模块，以实现对多个所述晶体生长装置的批量控制与管理；

31、优选地，所述发射模块与所述接收模块的数量比为1:1～30，更优选为1:5～25，进一步优选为1:10～25。

32、本发明的用于无线控制晶体生长装置的系统能够对晶体生长装置进行无线控制，使得实验人员不用去肢体接触晶体生长装置(晶体生长炉)，避免实验当中潜在的危险，并且这一无线控制系统还能对晶体生长装置状态进行实时监测，实验人员可在移动端随时查看晶体生长装置状态，保证实验的正常进行，同时还能对晶体生长装置进行批量的控制与管理，实现晶体生长的自动化，极大的节省人力。

33、一种用于无线控制晶体生长装置的系统，将无限传输模块安装在晶体生长装置内，将无线传输信号接收模块与电脑连接，在电脑中通过上位机软件直接控制晶体生长装置(晶体生长装置)，可直接对晶体生长装置下达指令，并且晶体生长装置会实时传输其当前状态，上位机软件功能其中包含实时温度监控，晶体生长装置参数设置，升温曲线设置与描绘对比和记录、报警信息记录等功能。

34、在对某个晶体生长装置实现控制时，所述智能控制终端向发射模块下达指令，发射模块向外无差别发射电波，所述接收模块先接收电波，再进行信号识别，判断电波中携带的信息指令是否是对自己下达，若识别通过，则执行电波所携带的信息指令，若识别不通过，则不进行任何操作；且本发明的发射装置可对应多个接收装置，实现了晶体生长装置的批量控制与管理。

35、本发明的晶体生长装置无线控制系统及方法可以具有但不限于以下有益效果：

36、1、实现了晶体生长装置的无线控制，使得实验人员不用去肢体接触晶体生长装置(晶体生长炉)，避免实验当中潜在的危险，并且这一无线控制系统还能对晶体生长装置状态进行实时监测，实验人员可在移动端随时查看晶体生长装置状态，保证实验的正常进行。

37、2、实现了晶体生长装置的批量控制与管理，并实现了晶体生长的自动化，极大的节省人力。

38、3、与现有技术相比，克服了现有技术中的无线控制只能控制晶体生长装置，如晶体生长炉开启或者关闭，并不能精确控制晶体生长装置的运行温度，本发明的晶体生长装置无线控制系统可以精确控制晶体生长装置运行的温度曲线，以及运行状态。可以将晶体生长装置实时运行的温度数据反馈的控制终端，精确记录真实的晶体生长装置运行温度，将最真实可靠的实验数据保留下来，经实验室实验证实得到重复通过无线控制所记录下来的实验数据进行实验，成功率高达80％以上。