專利名稱：一種基于avr單片機(jī)的舒適度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及單片機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于AVR單片機(jī)的舒適度控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會(huì)人們85%以上的時(shí)間都是在室內(nèi)度過的，人們對(duì)于環(huán)境的要求也愈來愈高，因此室內(nèi)環(huán)境的好壞對(duì)人體的身心健康、舒適度以及工作效率都有直接的影響。SET*指標(biāo)以人體溫度調(diào)節(jié)的兩節(jié)點(diǎn)模型理論為基礎(chǔ)。由人體傳熱的物理過程分析得出綜合熱舒適度指標(biāo)，用SET*指標(biāo)來預(yù)測(cè)熱環(huán)境下人體的熱反映。通過輸入環(huán)境變量和與人有關(guān)的主觀變量，利用兩層面模型計(jì)算，psk*和H得到SET*。目前我國(guó)對(duì)室內(nèi)環(huán)境的控制中占主導(dǎo)的控制方式是針對(duì)以舒適性指標(biāo)(如PMV或SET*指標(biāo))為目標(biāo)的HVAC控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，以室內(nèi)溫度為控制對(duì)象而不是人的舒適度，忽略了與人體熱舒適度相關(guān)的其他變量，由于室內(nèi)環(huán)境HVAC系統(tǒng)是個(gè)很復(fù)雜的系統(tǒng)，具有時(shí)變性和高度非線性的特點(diǎn)，建立其精確模型是很困難的，因此大多數(shù)空調(diào)是將溫度設(shè)定在某個(gè)值或某個(gè)范圍之內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的控制，導(dǎo)致控制效果不理想，在很多時(shí)候并不能滿足人們對(duì)熱舒適的需要，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用和能耗的增加，對(duì)能源和電力的需求增大，不利于節(jié)能減排。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種基于AVR單片機(jī)的舒適度控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能準(zhǔn)確的測(cè)量出室內(nèi)的風(fēng)速和溫濕度，單片機(jī)能根據(jù)上位機(jī)發(fā)送過來的控制命令準(zhǔn)確無誤的對(duì)風(fēng)扇和空調(diào)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能化控制。本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種基于AVR單片機(jī)的舒適度控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述上位機(jī)和下位機(jī)通過RS232電路連接，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間的電平轉(zhuǎn)換；所述上位機(jī)采用PC機(jī)，PC機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生控制信號(hào)，此控制信號(hào)經(jīng)RS232電路發(fā)送至下位機(jī)，所述下位機(jī)設(shè)有單片機(jī)控制系統(tǒng)，由單片機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行控制動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇和空調(diào)的智能控制。所述單片機(jī)控制系統(tǒng)包括檢測(cè)模塊和執(zhí)行模塊，所述檢測(cè)模塊包括風(fēng)速檢測(cè)模塊和溫濕度檢測(cè)模塊；所述執(zhí)行模塊包括風(fēng)扇控制模塊、空調(diào)控制模塊。所述風(fēng)速檢測(cè)模塊采用風(fēng)速變送器STF30AB30進(jìn)行風(fēng)速數(shù)據(jù)的測(cè)量；所述溫濕度檢測(cè)模塊采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT75進(jìn)行溫濕度數(shù)據(jù)的測(cè)量。所述風(fēng)扇控制模塊包括可控硅觸發(fā)模塊和過零檢測(cè)模塊；所述可控硅觸發(fā)模塊采 用串聯(lián)雙向晶閘管調(diào)壓調(diào)速的方法，對(duì)晶閘管采用移相觸發(fā)的控制方式，首先對(duì)市電的過零點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，作為確定發(fā)出觸發(fā)脈沖時(shí)刻的參考點(diǎn)，然后通過改變晶閘管的觸發(fā)相位，從而改變輸出電壓波形實(shí)現(xiàn)調(diào)壓；所述過零檢測(cè)模塊利用單片機(jī)捕捉市電過零點(diǎn)處的中斷信號(hào)，檢測(cè)出市電過零點(diǎn)，然后將檢測(cè)到的過零點(diǎn)與單片機(jī)的定時(shí)器來控制雙向可控硅的關(guān)斷或者導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。所述單片機(jī)采用AVR系列單片機(jī)ATmega8作為控制器。所述空調(diào)控制模塊由紅外發(fā)射電路構(gòu)成，將待發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)調(diào)制成一系列的脈沖串信號(hào)后發(fā)射出去，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的控制。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，該舒適度控制系統(tǒng)能準(zhǔn)確的測(cè)量出室內(nèi)的風(fēng)速和溫濕度，單片機(jī)能根據(jù)上位機(jī)發(fā)送過來的控制命令準(zhǔn)確無誤的對(duì)風(fēng)扇和空調(diào)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能化控制。在節(jié)能的同時(shí)，也給人們帶來了便利。在滿足人體舒適度的情況下，相對(duì)于傳統(tǒng)的感知手動(dòng)控制，采用本實(shí)用新型的舒適度控制系統(tǒng)能達(dá)到更好的節(jié)能效果。

圖I是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施作進(jìn)一步描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施不限于此。如圖I所示，是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)框圖，一種基于AVR單片機(jī)的舒適度控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述上位機(jī)和下位機(jī)通過通過RS232電路實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間的電平轉(zhuǎn)換。上位機(jī)采用PC機(jī)，PC機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生控制信號(hào)，此控制信號(hào)經(jīng)串口發(fā)送至下位機(jī)。下位機(jī)設(shè)有單片機(jī)控制系統(tǒng)，由單片機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行控制動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇和空調(diào)的智能控制。單片機(jī)控制系統(tǒng)包括檢測(cè)模塊和執(zhí)行模塊。單片機(jī)采用AVR系列單片機(jī)ATmega8作為控制器。檢測(cè)模塊包括風(fēng)速檢測(cè)模塊和溫濕度檢測(cè)模塊。風(fēng)速檢測(cè)模塊采用風(fēng)速變送器STF30AB30進(jìn)行風(fēng)速數(shù)據(jù)的測(cè)量；溫濕度檢測(cè)模塊采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT75進(jìn)行溫濕度數(shù)據(jù)的測(cè)量。溫濕度檢測(cè)模塊采用兩個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器SHT75，兩個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器SHT75共用一條時(shí)鐘線。執(zhí)行模塊包括風(fēng)扇控制模塊、空調(diào)控制模塊。風(fēng)扇控制模塊包括可控硅觸發(fā)模塊和過零檢測(cè)模塊；可控硅觸發(fā)模塊采用串聯(lián)雙向晶閘管調(diào)壓調(diào)速的方法，對(duì)晶閘管采用移相觸發(fā)的控制方式，首先對(duì)市電的過零點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，作為確定發(fā)出觸發(fā)脈沖時(shí)刻的參考點(diǎn)，然后通過改變晶閘管的觸發(fā)相位，從而改變輸出電壓波形實(shí)現(xiàn)調(diào)壓；所述過零檢測(cè)模塊利用單片機(jī)捕捉市電過零點(diǎn)處的中斷信號(hào)，檢測(cè)出市電過零點(diǎn)，然后將檢測(cè)到的過零點(diǎn)與單片機(jī)的定時(shí)器來控制雙向可控硅的關(guān)斷或者導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)調(diào)速；空調(diào)控制模塊由紅外發(fā)射電路構(gòu)成，將待發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)調(diào)制成一系列的脈沖串信號(hào)后發(fā)射出去，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的調(diào)速控制。風(fēng)速變送器STF30對(duì)極低風(fēng)速有靈敏的響應(yīng)，測(cè)量量程可選，工作溫度范圍為-1(T+50°C。在24VDC供電下，輸出為4-20mA或0-10V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，且輸出電流與風(fēng)速呈線性關(guān)系，將電流信號(hào)經(jīng)過采樣電阻獲得電壓信號(hào)，根據(jù)電壓與電流和電流與風(fēng)速的線性關(guān)系便可計(jì)算出風(fēng)速大小。[0020]數(shù)字溫度/濕度傳感器SHT75包括了相對(duì)濕度傳感器、溫度傳感器、放大器、14位A/D轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)發(fā)生器和數(shù)字IIC接口等。溫度測(cè)量范圍是-4(T254. 9°C，濕度測(cè)量范圍是(Tl00%RH。利用溫度和相對(duì)濕度傳感器分別產(chǎn)生溫度和相對(duì)濕度的信號(hào)，然后經(jīng)過放大，分別送至A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，由CRC進(jìn)行校驗(yàn)通迅最后傳至I2C總線，通過數(shù)據(jù)線DATA和時(shí)鐘線與單片機(jī)相連接，實(shí)現(xiàn)直接的數(shù)字量輸出。紅外發(fā)射模塊發(fā)射端在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，先將待發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)調(diào)制成頻率為38KHz、占空比為I :3的方波。此信號(hào)通過一個(gè)NPN型三極管放大后，經(jīng)電阻限流加至紅外發(fā)射管，發(fā)射紅外光信號(hào)。當(dāng)PBO輸出為低電平時(shí)，二極管在載波信號(hào)為高電平時(shí)導(dǎo)通，使輸入三極管基極信號(hào)保持為低電平，三極管始終處于截止?fàn)顟B(tài)，使紅外發(fā)射管停止發(fā)送載波信號(hào)。當(dāng)PBO輸出為高電平時(shí)，二極管為截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)輸出到三極管基極的即為載波信號(hào)，紅外發(fā)射管發(fā)射載波。通過不斷改變PBO的輸出狀態(tài)，就可以得到斷續(xù)的紅外載波信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種基于AVR單片機(jī)的舒適度控制系統(tǒng)，其特征在于，該控制系統(tǒng)包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述上位機(jī)和下位機(jī)通過RS232電路連接，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間的電平轉(zhuǎn)換；所述上位機(jī)采用PC機(jī)，PC機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生控制信號(hào)，此控制信號(hào)經(jīng)RS232電路發(fā)送至下位機(jī)，所述下位機(jī)設(shè)有單片機(jī)控制系統(tǒng)，由單片機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行控制動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇和空調(diào)的智能控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于AVR單片機(jī)的舒適度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)包括檢測(cè)模塊和執(zhí)行模塊，所述檢測(cè)模塊包括風(fēng)速檢測(cè)模塊和溫濕度檢測(cè)模塊；所述執(zhí)行模塊包括風(fēng)扇控制模塊、空調(diào)控制模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于AVR單片機(jī)的舒適度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)速檢測(cè)模塊采用風(fēng)速變送器STF30AB30進(jìn)行風(fēng)速數(shù)據(jù)的測(cè)量；所述溫濕度檢測(cè)模塊采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT75進(jìn)行溫濕度數(shù)據(jù)的測(cè)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于AVR單片機(jī)的舒適度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)扇控制模塊包括可控硅觸發(fā)模塊和過零檢測(cè)模塊；所述可控硅觸發(fā)模塊采用串聯(lián)雙向晶閘管調(diào)壓調(diào)速的方法，對(duì)晶閘管采用移相觸發(fā)的控制方式，首先對(duì)市電的過零點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，作為確定發(fā)出觸發(fā)脈沖時(shí)刻的參考點(diǎn)，然后通過改變晶閘管的觸發(fā)相位，從而改變輸出電壓波形實(shí)現(xiàn)調(diào)壓；所述過零檢測(cè)模塊利用單片機(jī)捕捉市電過零點(diǎn)處的中斷信號(hào)，檢測(cè)出市電過零點(diǎn)，然后將檢測(cè)到的過零點(diǎn)與單片機(jī)的定時(shí)器來控制雙向可控硅的關(guān)斷或者導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。
5.根據(jù)權(quán)利要求Γ4所述基于AVR單片機(jī)的舒適度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)采用AVR系列單片機(jī)ATmega8作為控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于AVR單片機(jī)的舒適度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述空調(diào)控制模塊由紅外發(fā)射電路構(gòu)成，將待發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)調(diào)制成一系列的脈沖串信號(hào)后發(fā)射出去，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的控制。
專利摘要本實(shí)用新型涉及單片機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，提供一種基于AVR單片機(jī)的舒適度控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括上位機(jī)和下位機(jī)，上位機(jī)和下位機(jī)通過RS232電路連接，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間的電平轉(zhuǎn)換；所述上位機(jī)采用PC機(jī)，PC機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生控制信號(hào)，此控制信號(hào)經(jīng)RS232電路發(fā)送至下位機(jī)，所述下位機(jī)設(shè)有單片機(jī)控制系統(tǒng)，由單片機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行控制動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇和空調(diào)的智能控制。該控制系統(tǒng)能準(zhǔn)確的測(cè)量出室內(nèi)的風(fēng)速和溫濕度，單片機(jī)能根據(jù)上位機(jī)發(fā)送過來的控制命令準(zhǔn)確無誤的對(duì)風(fēng)扇和空調(diào)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能化控制。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202372838SQ20112048665
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者張亮, 張祥羅, 李婷, 王亞蘭, 陳淵睿 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)