專利名稱：一種中央空調風機盤管控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及中央空調風機盤管控制技術，具體說是一種基于無線通信的的中央空調風機盤管控制器。
背景技術：
隨著全球能源問題日益突出和我國科技經濟逐步發(fā)展，建筑節(jié)能成為建設節(jié)約型 社會的重要方面。根據(jù)建設部確立的建筑節(jié)能要求的具體措施與發(fā)展方向，節(jié)能工作已在 全國范圍內全面啟動、實施。能否降低建筑電氣能源消耗標準，提高建筑電氣能源利用率， 是建筑節(jié)能設計中的重要環(huán)節(jié)。然而在辦公樓里，類似空調常開等問題普遍存在，不僅浪費 能源，還在很大程度上縮短了空調等設備的使用壽命，造成大樓運營成本的增加。當前的樓 宇自動化系統(tǒng)通常采用有線方式，這種方式需要大量布線，布線與系統(tǒng)安裝極為不便，同時 增加了系統(tǒng)的安裝成本。近年來無線傳感器網(wǎng)絡技術得到了快速的發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡一般采用多跳 (multi-hop)、對等(peer to peer)的無線通信方式，自身具有自主組網(wǎng)、網(wǎng)絡規(guī)?？勺?、節(jié) 點可大量部署、無人值守等特點，同時可以通過休眠機制降低節(jié)點能耗。結合無線傳感網(wǎng)技術與中央空調控制技術，可方便地實現(xiàn)中央空調的自動控制， 同時易于實現(xiàn)中央空調控制系統(tǒng)的遠程控制。和采用有線網(wǎng)絡通信技術的樓控產品相比 較，無線解決方案最吸引人的地方是安裝布置的靈活性、低廉的安裝費用和對樓宇自動化 系統(tǒng)進行重新布置時可移動性。在樓宇自動化系統(tǒng)中采用無線解決方案，能快速方便地解 決使用有線方式所不易實現(xiàn)的網(wǎng)絡連通問題。但是，目前相關的技術方案仍未見報道。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種中央空調風機盤管控制器，它把無線通信技術和中央空 調控制技術相結合，實現(xiàn)中央空調風機盤管的自動控制和遠程控制。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為安裝在包括上位機(8)、網(wǎng)絡控制器(7)構成的無線傳感器網(wǎng)絡中，通過網(wǎng)絡控制 器(7)與上位機(8)通信，輸入端還與雙鑒探測器(9)通信；結構包括-控制模塊(1)，存有控制程序，用于運行控制策略，通過網(wǎng)絡控制器(7)與上位機通信，用于接收上位機(8)的無線指令，輸入端還與雙鑒探測器(9)通信，用于接收雙鑒 探測器(9)的人員存在的信息；-傳感器模塊(2)，輸入端采集環(huán)境溫度信息，輸出端與控制模塊(1)相連；-按鍵模塊(3)，輸入端接受用戶的按鍵操作指令，輸出端與控制模塊⑴相連；_液晶顯示模塊(4)，輸入端與控制模塊(1)相連，輸出端顯示風機盤管(6)的 運行狀態(tài)、中央空調風機盤管控制器的工作狀態(tài)和運行模式、設定溫度信息和環(huán)境溫度信 息；_控制輸出模塊(5)，輸入端與控制模塊(1)相連，接收控制模塊(1)發(fā)出的指令，輸出端接至風機盤管(6)，用于控制風機盤管(6)運行。所述無線傳感器網(wǎng)絡中還包括路由器(13)，所述控制模塊(1)還通過路由器(13)及網(wǎng)絡控制器(7)與上位機(8)通信。所述傳感器模塊(2)由溫度傳感器、電阻和電容組成，其中，溫度傳感器位于電源 和地之間，所述電阻與電容并聯(lián)后與溫度傳感器構成串聯(lián)結構；電阻與電容并聯(lián)后與溫度 傳感器串聯(lián)的分壓節(jié)點與控制模塊相連，通過電阻和溫度傳感器串聯(lián)后的分壓值計算環(huán)境溫度。所述按鍵模塊(3)由并聯(lián)的為至少一個分壓單元與電阻串聯(lián)后接在電源與地之 間構成分壓電路結構；其中，所述分壓單元為不同阻值的分壓電阻與按鍵串聯(lián)結構；所述 分壓單元與電阻之間的節(jié)點與控制模塊相連，由控制模塊(1)通過各分壓單元的分壓值辨 別按鍵類型。所述控制輸出模塊(5)通過繼電器分別與風機盤管的電磁閥、風機相連，控制輸 出模塊(5)通過繼電器分別控制風機盤管的電磁閥、風機。本發(fā)明具有如下有益效果1.實現(xiàn)遠程操作。通過上位機控制軟件發(fā)送遠程無線指令控制中央空調風機盤管 控制器的開關。而且采集溫度信息的傳感器模塊和采集人員存在信息的雙鑒探測器可以根 據(jù)要求隨意安裝，控制模塊在設定范圍內(如在一棟大樓中)都可以通過無線傳感器網(wǎng)絡 接收到無線指令。2.可實現(xiàn)自動化控制。通過上位機控制軟件對分散的中央空調風機盤管進行集中 統(tǒng)一控制，發(fā)送無線指令自動控制中央空調風機盤管控制器開關風機盤管，節(jié)省大量人力。3.無線網(wǎng)絡安裝布置靈活。減少了大量的室內布線，節(jié)約了安裝成本，同時可以分 散布置設備，央空調風機盤管控制器的安裝相對獨立，因而系統(tǒng)可移動性強，并且可反復對 網(wǎng)絡進行更新，易于對網(wǎng)絡及設備進行維護。4.節(jié)約能源。通過合理的對中央空調風機盤管控制器進行參數(shù)設定(如中央空 調風機盤管控制器定時設定10分鐘內如果沒有接收到人員存在的信息后自動待機)，控制 中央空調風機盤管控制器電源的供給，增加了中央空調風機盤管控制器的使用壽命，也可 以通過溫度控制有效的減少了空調長開帶來的用電消耗，有效利用了能源。

圖1是本發(fā)明實施例1的結構圖；圖2是圖1中控制模塊存有的控制程序流程圖；圖3是本發(fā)明實施例2的結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例1如圖1所示，本發(fā)明所述中央空調風機盤管控制器，安裝在包括上位機8、網(wǎng)絡控 制器7構成的無線傳感器網(wǎng)絡中，其中，中央空調風機盤管控制器通過網(wǎng)絡控制器7與上位 機8通信，輸入端還與雙鑒探測器9 (本實施例安裝在大廈室內天花板上)相連；所述中央空調風機盤管控制器結構包括-控制模塊1，本實施例采用Ul(芯片為CC2430F128)，存有控制程序，用于運行控 制策略，通過網(wǎng)絡控制器7與上位機8通信，接收上位機8的無線指令，輸入端還與雙鑒探 測器9相連，接收雙鑒探測器9采集的人員存在的信息；-傳感器模塊2(本實施例安裝在大廈室內天花板上)，輸入端采集環(huán)境溫度信息， 輸出端與控制模塊1相連；-按鍵模塊3，輸入端接受用戶的按鍵操作指令，輸出端與控制模塊1相連；-液晶顯示模塊4，輸入端與控制模塊1相連，輸出端顯示風機盤管6的運行狀態(tài)、 中央空調風機盤管控制器的工作狀態(tài)和運行模式、設定溫度信息和環(huán)境溫度信息；_控制輸出模塊5，輸入端與控制模塊1相連，接收控制模塊1發(fā)出的指令，輸出端 接至風機盤管6，用于控制風機盤管6運行。所述傳感器模塊2由溫度傳感器(本實施例采用熱敏電阻RTl)、電阻和電容(本 實施例采用去偶電容)組成，其中，溫度傳感器位于電源和地之間，所述電阻與電容并聯(lián)后 與溫度傳感器構成串聯(lián)結構；電阻與電容并聯(lián)后與溫度傳感器串聯(lián)的分壓節(jié)點與控制模塊 的一路內部A/D轉換器的引腳(P0. 0)相連，控制模塊通過對電阻和溫度傳感器串聯(lián)后的分 壓值進行A/D采樣，可以計算出溫度傳感器的阻值，然后通過已知建立的熱敏電阻RTl的阻 值與當前環(huán)境溫度對照表查找出相應的溫度值。所述按鍵模塊3 (本實施例由第二 八電阻(R2 R8)、第一 六按鍵(Si S6)、 第五電容(C5)及第七電容(C7)組成，第二 七電阻R2 R7之間的阻值不同，第五電容 (C5)和第七電容(C7)的作用為電源去偶，其中，第二電阻R2與開關按鍵Sl串聯(lián)；第三電 阻R3與運行模式按鍵S2串聯(lián)；第四電阻R4與風速按鍵S3串聯(lián)；第五電阻R5與調高設置 溫度按鍵S4串聯(lián)；第六電阻R6與調低設置溫度按鍵S5串聯(lián)；第七電阻R7與查看設置溫度 按鍵S6串聯(lián))由并聯(lián)的為至少一個分壓單元(本實施例采用第二 七電阻(R2 R7)依 次分別與第一 六按鍵(Si S6)構成六組分壓單元)與第八電阻R8串聯(lián)后接在電源與 地之間構成分壓電路結構；所述分壓單元與電阻之間的節(jié)點通過一路具有中斷功能的引腳 (P2.4)和一路連接內部A/D轉換器的引腳(P0. 1)與控制模塊相連，當按鍵Sl S6按下 時，由于電平的突變，觸發(fā)控制模塊的引腳中斷，控制模塊即可運行按鍵識別程序。由于電 阻R2 R7之間的阻值不同，當按鍵按下時輸入到微控制器Ul的電壓值也不同，控制模塊 通過A/D采樣獲取當前輸入的電壓值辨別相應的按鍵類型。所述控制輸出模塊5通過繼電器分別與風機盤管6的電磁閥、風機相連，控制輸出 模塊5通過繼電器分別控制風機盤管6的電磁閥、風機。中央空調風機盤管控制器的工作狀態(tài)可以通過控制模塊內的控制程序實現(xiàn)，分為 運行狀態(tài)、關閉狀態(tài)和待機狀態(tài)，其中，所述運行狀態(tài)和關閉狀態(tài)的狀態(tài)變化通過按鍵操作 指令控制，待機狀態(tài)通過控制程序控制(本實施例采用的控制程序為控制模塊1接收雙鑒 探測器9采集到的人員存在的信息實現(xiàn)狀態(tài)的轉變)。當中央空調風機盤管控制器為運行狀態(tài)時，Tl時間內(本實施例設定為10分鐘) 控制模塊1沒有接收到人員存在的信息，中央空調風機盤管控制器轉變?yōu)榇龣C狀態(tài)，當中 央空調風機盤管控制器為待機狀態(tài)時，如果控制模塊1接收到人員存在的信息，中央空調 風機盤管控制器轉變?yōu)檫\行狀態(tài)；當中央空調風機盤管控制器處于運行狀態(tài)時，控制模塊1通過分析當前的環(huán)境溫度信息、設定溫度信息及當前的運行模式控制風機盤管的運行；如圖2所示，所述控制程序具體流程如下系統(tǒng)程序初始化；控制模塊1接收傳感 器模塊2定時采集的環(huán)境溫度信息(設定定時時間為5秒)；判斷當前溫度和中央空調風機盤管控制器當前模式1)如果當前溫度高于設置溫度并在制冷情況下開啟風機盤管6電磁閥，通過判 斷溫度差，發(fā)出打開風機盤管6風機至相應檔位指令；如果當前溫度達到設定溫度，則關閉 風機盤管6的電磁閥和風機；2)如果當前溫度高于設置溫度但不在制冷情況下，則關閉風機盤管6的電磁閥和 風機；3)如果當前溫度低于設置溫度并在制熱情況下開啟風機盤管6電磁閥，通過判 斷溫度差，發(fā)出打開風機盤管6風機至相應檔位指令；如果當前溫度達到設定溫度，則關閉 風機盤管6的電磁閥和風機；4)如果當前溫度低于設置溫度但不在制熱情況下，則關閉風機盤管6的電磁閥和 風機；5)如果當前溫度等于設置溫度，則關閉風機盤管6的電磁閥和風機；無論處于何種情況，風機盤管6控制器狀態(tài)發(fā)生改變，控制模塊通過網(wǎng)絡控制器7 向上位機8發(fā)送包括中央空調風機盤管控制器的工作狀態(tài)和運行模式、風機盤管的運行狀 態(tài)及當前溫度信息。本發(fā)明的供電方式如下采用市電12(本實施例為220V交流電供電)通過交直流 轉換器11 (交直流轉換器11由電容降壓電路，整流和穩(wěn)壓電路組成，為現(xiàn)有技術)后產生 直流12V直流電，為控制輸出模塊5的繼電器供電，所述12V直流電再利用穩(wěn)壓模塊10 (本 實施例采用BM1117芯片)變成3. 3V直流電，為其它模塊供電；本發(fā)明工作原理如下通過開關按鍵操作指令控制中央空調風機盤管控制器進入運行狀態(tài)，在Tl時間 內，如果控制模塊1接收到雙鑒探測器9采集到的人員存在的信息，則中央空調風機盤管控 制器繼續(xù)運行狀態(tài)；否則中央空調風機盤管控制器進入待機狀態(tài)，這時液晶顯示模塊繼續(xù) 工作，但是風機盤管關閉；當中央空調風機盤管控制器為待機狀態(tài)時，控制模塊1接收到雙 鑒探測器9采集到的人員存在的信息，中央空調風機盤管控制器進入運行狀態(tài)；當中央空 調風機盤管控制器處于運行狀態(tài)時，可以通過按下設置溫度按鍵查看當前的設定溫度值， 如果需要調低設置溫度則按下調低設置溫度按鍵，每按一次減少一度，長按0. 5秒后，每 0. 5秒自動減1，如果需要調高設置溫度則按下調高設置溫度按鍵，每按一次增加一度，長 按0. 5秒后，每0. 5秒自動加1 ；只要長按后放開2秒，就會顯示當前溫度值；傳感器模塊2 每5秒采集一次當前環(huán)境溫度，發(fā)送給控制模塊1當前溫度信息，控制模塊將當前溫度信息 與當前的設定溫度值進行對比，通過模式控制按鍵設置中央空調風機盤管控制器的制冷、 制熱模式；(1)在制冷模式下如果采集到的溫度高于設定溫度，開啟風機盤管的電磁閥， 并通過風速按鍵控制風機盤管的風速選擇；如果溫度差小于1度，則選擇風速為低風，打開 風機盤管的風機至低風檔；如果溫度差大于1度但小于3度，則選擇風速為中風，如果溫度 差大于3度，則選擇風速為高風，打開風機盤管的風機至高風檔；當前溫度達到設定溫度值時，關閉風機盤管的電磁閥，關閉風機盤管的風機；(2)制熱模式下如果采集到的溫度低于設定溫度，開啟風機盤管的電磁閥，并通過風速按鍵控制風機盤管的風速選擇；如果溫度 差小于1度，則選擇風速為低風，打開風機盤管的風機至低風檔；如果溫度差大于1度但小 于3度，則選擇風速為中風，如果溫度差大于3度，則選擇風速為高風，打開風機盤管的風機 至高風檔；當前溫度達到設定溫度值時，關閉風機盤管的電磁閥，關閉風機盤管的風機。無論發(fā)生任何上述情況，只要中央空調風機盤管控制器狀態(tài)發(fā)生改變，控制模塊1 就通過網(wǎng)絡控制器7向上位機8發(fā)送包括中央空調風機盤管控制器的工作狀態(tài)和運行模 式、風機盤管的運行狀態(tài)及當前溫度信息。效果本發(fā)明結合無線傳感器網(wǎng)絡技術與中央空調控制技術，能方便地實現(xiàn)風機 盤管6的自動控制。與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明方案安裝布置具有靈活性(對樓宇自動化 系統(tǒng)進行重新布置時的可移動性)，能快速方便地解決有線方式不易實現(xiàn)的網(wǎng)絡連通問題。實施例2與實施例一不同之處在于如圖3所示，控制模塊1還可以通過路由器13接收上位機8的無線指令，其中，上 位機8通過網(wǎng)絡控制器7連接路由器13。所述運行狀態(tài)和關閉狀態(tài)還通過上位機8的無線指令控制。所述待機狀態(tài)轉變成運行狀態(tài)還通過控制模塊1接收上位機8的無線指令實現(xiàn)。所述傳感器模塊2和雙鑒探測器9可以安裝在大廈走廊墻壁上(還可以安裝在門 廳、樓道的天花板或者墻壁上)。
權利要求一種中央空調風機盤管控制器，安裝在包括上位機(8)、網(wǎng)絡控制器(7)構成的無線傳感器網(wǎng)絡中，通過網(wǎng)絡控制器(7)與上位機(8)通信，輸入端還與雙鑒探測器(9)通信；結構包括-控制模塊(1)，存有控制程序，用于運行控制策略，通過網(wǎng)絡控制器(7)與上位機(8)通信，用于接收上位機(8)的無線指令，輸入端還與雙鑒探測器(9)通信，用于接收雙鑒探測器(9)的人員存在的信息；-傳感器模塊(2)，輸入端采集環(huán)境溫度信息，輸出端與控制模塊(1)相連；-按鍵模塊(3)，輸入端接受用戶的按鍵操作指令，輸出端與控制模塊(1)相連；-液晶顯示模塊(4)，輸入端與控制模塊(1)相連，輸出端顯示風機盤管(6)的運行狀態(tài)、中央空調風機盤管控制器的工作狀態(tài)和運行模式、設定溫度信息和環(huán)境溫度信息；-控制輸出模塊(5)，輸入端與控制模塊(1)相連，接收控制模塊(1)發(fā)出的指令，輸出端接至風機盤管(6)，用于控制風機盤管(6)運行。
2.按照權利要求1所述中央空調風機盤管控制器，其特征在于所述無線傳感器網(wǎng)絡 中還包括路由器(13)，所述控制模塊(1)還通過路由器(13)及網(wǎng)絡控制器(7)與上位機 (8)通信。
3.按照權利要求1所述中央空調風機盤管控制器，其特征在于所述傳感器模塊(2) 由溫度傳感器、電阻和電容組成，其中，溫度傳感器位于電源和地之間，所述電阻與電容并 聯(lián)后與溫度傳感器構成串聯(lián)結構；電阻與電容并聯(lián)后與溫度傳感器串聯(lián)的分壓節(jié)點與控制 模塊相連，通過電阻和溫度傳感器串聯(lián)后的分壓值計算環(huán)境溫度。
4.按照權利要求1所述中央空調風機盤管控制器，其特征在于所述按鍵模塊(3)由 并聯(lián)的為至少一個分壓單元與電阻串聯(lián)后接在電源與地之間構成分壓電路結構；其中，所 述分壓單元為不同阻值的分壓電阻與按鍵串聯(lián)結構；所述分壓單元與電阻之間的節(jié)點與控 制模塊相連，由控制模塊(1)通過各分壓單元的分壓值辨別按鍵類型。
5.按照權利要求1所述中央空調風機盤管控制器，其特征在于所述控制輸出模塊(5) 通過繼電器分別與風機盤管的電磁閥、風機相連，控制輸出模塊(5)通過繼電器分別控制 風機盤管的電磁閥、風機。
專利摘要本實用新型涉及中央空調風機盤管控制技術，具體說是一種基于無線通信的中央空調風機盤管控制器。包括控制模塊、傳感器模塊、按鍵模塊、液晶顯示模塊和控制輸出模塊五部分；其中，控制模塊存有控制程序，用于運行控制策略，通過網(wǎng)絡控制器與上位機通信；傳感器模塊采集環(huán)境溫度信息；按鍵模塊接受用戶的按鍵操作指令；液晶顯示模塊顯示中央空調風機盤管控制器的運行狀態(tài)、中央空調風機盤管控制器的運行模式和環(huán)境溫度；控制輸出模塊用于控制中央空調風機盤管的運行。本實用新型適用于大型建筑的節(jié)能改造，可根據(jù)環(huán)境溫度實現(xiàn)對中央空調風機盤管的調節(jié)，降低空調系統(tǒng)運行能耗，同時由于采用了無線通信技術，可節(jié)省大量布線，降低系統(tǒng)造價。
文檔編號F24F11/00GK201569110SQ200920288329
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權日2009年12月23日
發(fā)明者李力剛, 王樂輝, 王忠鋒, 黃劍龍 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所