小型制冷箱在家电、生物医疗、农业、科研实验等领域都是非常重要的设备,目前这类制冷箱大都采用压缩机作为其制冷源。以传统压缩机作为制冷源的小型制冷箱往往存在噪音比较大、尺寸难以调节、制冷剂泄露和系统结构比较复杂等问题,半导体制冷技术的出现很好的解决了以上问题。半导体制冷片通过PN型半导体产生帕尔贴效应实现制冷,具有体积小、无机械运动、清洁环保和控制简单等优点。本文利用半导体制冷技术基于Arduino单片机设计了一款新型制冷箱。首先根据功能需求和技术指标对半导体制冷箱的总体方案进行设计,将整个制冷箱的设计分为机械结构设计、温控系统设计和人机交互设计。机械结构设计主要是完成保温箱和制冷装置的设计。温控系统的设计是通过位置式PID算法控制不同占空比的PWM(脉冲宽度调制)输出,之后通过驱动电路调节制冷器的功率,最终达到精确控温的目的。人机交互设计分为物联网系统的设计和上位机Labview温度采集系统的设计。物联网系统的设计是利用WiFi模块以家用路由器作为网关,并以TCP作为其传输层协议建立与云服务器的连接,最终实现无线数据传输、远程数据监测、反向控制等功能。上位机通过串口与单片机进行通信,通过显示控件、波形图控件、虚拟按钮等实现了温度数据的同步采集、显示和绘图,并且能够反向实时调节和显示目标温度及PID算法中的参数值。最后,在以上设计的基础上,搭建实物测试平台并进行性能测试,测试结果表明:本文设计的半导体制冷箱达到了设计要求,相比于传统制冷箱引入物联网技术,具备了远程数据监测和反向控制的功能,进一步提高了制冷箱的智能化程度;同时本文设计的Labview温度监测系统能够通过上位机的虚拟按钮调节下位机PID算法中的参数值,避免在PID参数调节过程中,只能通过修改底层代码来调节参数的冗繁,提高了PID参数调节的效率。