CN106940076A - 一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制*** - Google Patents

一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***，包括用户控制终端、1个中央空调温度总控制中心和2个以上的中央空调温度控制器；中央空调温度总控制中心安装于楼栋的中央空调管理中心室内；中央空调温度控制器的数量与该楼栋的房间数量相匹配，每间房间内安装1个中央空调温度控制器；用户控制终端通过互联网与中央空调温度总控制中心连接；中央空调温度总控制中心通过ZigBee无线网络与所有的中央空调温度控制器连接。本发明可根据需要适当地控制房间内中央空调的开启或关闭，避免房间内中央空调的无节制使用而造成电能浪费的问题，以达到节约电能的目的。

Description

一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***
技术领域
本发明涉及中央空调技术领域，具体涉及一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***。
背景技术
随着我国城市化的发展，各种现代建筑也不断增加，中央空调也在被加大使用，在给人们创造舒适环境的同时也造成了很大的能源消耗。据统计，在装有中央空调的建筑楼中，中央空调的能源消耗占整栋建筑楼能源消耗的60％以上。此外，目前市场上的中央空调温度控制器大都是单一的、分散的控制器，不具有联机智能控制和管理的功能，也不具有检测房间内长时间无人员时，然后可以自动调整空调的工作模式、工作状态或自动关机的功能，也不具有可以根据房间内的人员数量，自动调整空调的工作状态的功能。因此，现有的中央空调基本由进入人员人工控制的方式，这种控制方式缺乏合理的控制与管理，经常出现室内温度适宜却开空调、离开后忘记关空调或空调温度开得很高或很低的现象，因而使得室内中央空调有效利用率不高，造成电能的严重浪费，这与当今社会提倡“节约能源，低碳环保，可持续发展”的主题，极其不相符。
查阅文献显示，中央空调温度控制器现有的发明专利不少，但都存在有不足。比如：公告号为CN201322413Y的中国发明专利公开了一种地板中央空调用多功能区域温度控制器，它能单独或同时控制地板采暖和风机盘管制冷，充分发挥了地暖和风机盘管采暖各自的优点。公告号为CN201909414U的中国发明专利公开了一种新型中央空调的红外遥控温度控制器，解决了目前传统的中央空调温度控制器无法实现当室内任何一台室内风机开启的同时,室外制冷主机组也能同时自动启动工作的问题。公告号为CN205037501U的中国发明专利公开了中央空调风机盘管温度控制器，实现了依据用户的设置自动调整风机风速和风机风口大小，来控制室内的温度。但上述这些专利的缺陷在于：只能由房间内用户控制空调，如果用户节能意识不高或忘记关空调，将会造成巨大能源浪费，且不能进行远程控制和管理。公告号为CN204757281U的中国发明专利公开了一种节能型中央空调温度控制器，它能够与远端电脑进行通讯控制，实现对室内温度的调节，但该专利采用有线的RS485通信模式，不适合使用于铺设通信电缆困难的场合。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有中央空调采用单一和分散控制所带来的能源浪费的问题，提供一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***。
为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***，包括用户控制终端、1个中央空调温度总控制中心和2个以上的中央空调温度控制器；中央空调温度总控制中心安装于楼栋的中央空调管理中心室内；中央空调温度控制器的数量与该楼栋的房间数量相匹配，每间房间内安装1个中央空调温度控制器；用户控制终端通过互联网与中央空调温度总控制中心连接；中央空调温度总控制中心通过ZigBee无线网络与所有的中央空调温度控制器连接。
上述方案中，中央空调温度总控制中心主要由总控微处理器、总控ZigBee模块、总控GSM模块、总控WiFi模块和总控时钟模块组成；总控时钟模块与总控微处理器连接；总控GSM模块和总控WiFi模块同时连接在总控微处理器上，总控微处理器通过总控GSM模块或总控WiFi模块与用户控制终端连接；总控ZigBee模块连接在总控微处理器上，总控微处理器通过总控ZigBee模块与中央空调温度控制器连接。
上述方案中，中央空调温度总控制中心还进一步包括总控语音模块，该总控语音模块与总控微处理器连接。
上述方案中，每个中央空调温度控制器主要由分控微处理器、分控ZigBee模块、分控WiFi模块、分控继电器模块、分控温湿度传感器和分控人体红外传感器组成；分控温湿度传感器和分控人体红外传感器与分控微处理器连接；分控微处理器经由分控继电器模块与中央空调的风机盘管控制端连接；分控WiFi模块连接在分控微处理器上，分控微处理器通过分控WiFi模块与用户控制终端连接；分控ZigBee模块连接在分控微处理器上，分控微处理器通过分控ZigBee模块与中央空调温度总控制中心连接。
上述方案中，每个中央空调温度控制器还进一步包括分控语音模块，该分控语音模块与分控微处理器连接。
上述方案中，每个中央空调温度控制器还进一步包括分控人机交互模块，该分控人机交互模块与分控微处理器连接。
上述方案中，用户控制终端为手机或PC机。
与现有技术相比，本发明具有如下特点：
1、选用不同的网络实现用户控制终端、中央空调温度总控制中心和中央空调温度控制器的有机组网，使其可根据需要适当地控制房间内中央空调的开启或关闭，避免房间内中央空调的无节制使用而造成电能浪费的问题，以达到节约电能的目的。
2、由于采用了ZigBee模块和WiFi模块，不仅使得中央空调温度控制***结构简单、性能可靠、成本较低和易安装，无需铺设通信电缆，适合于铺设通信电缆困难的场合；而且管理人员可通过手机或PC机远程对安装有中央空调温度控制器的房间(如：教学楼的教室或办公室、酒店的客房或办公室等)内的中央空调的工作情况进行管理与控制，不必亲临现场，可以节约管理者的人力、物力，进而节约电能。
3、由于采用了人体红外传感器，不仅使得中央空调温度控制器能够智能管理房间内的温度，在房间内无人时，根据管理人员设定的模式可以智能关机，从而达到“节约能源，低碳环保，可持续发展”的目的；而且使得中央空调温度控制器能够根据房间内的人员数量，自动调整空调的工作状态或工作模式。
4、中央空调温度总控制中心和中央空调温度控制器具有语音播放和采集语音的功能，使其可以根据用户的设置，播放当前房间内的环境参数(温度和湿度)、时间等，也可以开启对话功能，呼叫前台或岗亭等。
附图说明
图1为一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***的原理框图。
图2为中央空调温度总控制中心的原理框图。
图3为中央空调温度控制器的原理框图。
具体实施方式
一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***，如图1所示，该***包括用户控制终端、1个中央空调温度总控制中心和2个以上的中央空调温度控制器。中央空调温度总控制中心安装于楼栋的中央空调管理中心室内，用于对整栋楼的中央空调温度进行控制和管理。中央空调温度控制器的数量与该楼栋的房间数量相匹配，每间房间内安装1个中央空调温度控制器，用于调节每个房间内空调的温度和风速等参数。中央空调温度总控制中心通过ZigBee无线网络与所有的中央空调温度控制器连接，中央空调温度总控制中心和中央空调温度控制器之间采用ZigBee无线网络进行数据和命令的交互。用户控制终端通过互联网与中央空调温度总控制中心连接。
用户控制终端为手机或PC机。中央空调温度总控制中心既可以结合用户控制终端在任意时刻实现对整栋楼的中央空调温度控制器进行控制和管理，又可以通过用户控制终端进行查看或修改整栋楼房间内中央空调温度的设置。一经设置完成，中央空调温度总控制中心可以脱离用户控制终端单独工作。管理者可以使用中央空调温度总控制中心通过ZigBee无线网络对每个房间的中央空调温度控制器进行监控，实时掌握使用情况，也可通过中央空调温度总控制中心对中央空调温度控制器进行控制操作，启动中央空调温度控制器，打开每个房间的中央空调、设置中央空调温度控制器的温度、风速、工作模式、定时自动关机等参数。房间内的用户可以通过中央空调温度控制器上的触摸屏对温度、风速、时间、工作模式进行设置，也可以使用手机APP通过WiFi对这些参数进行设置，操作方便。
参见图2，中央空调温度总控制中心由总控微处理器、总控ZigBee模块、总控GSM模块、总控WiFi模块、总控时钟模块和总控语音模块组成。总控GSM模块和总控WiFi模块同时连接在总控微处理器上，总控微处理器通过总控GSM模块或总控WiFi模块与用户控制终端连接，以进行数据和命令交换。总控ZigBee模块连接在总控微处理器上，总控微处理器通过总控ZigBee模块与中央空调温度控制器连接，以进行数据和命令交换。高精度的总控时钟模块与总控微处理器连接，这样可以将当前日期精确地送入总控微处理器中。总控语音模块与总控微处理器连接，这样管理人员可用通过语音，让其对整栋楼的中央空调的使用情况进行播报，也可以通过语音模块与每个室内的用户进行通话。
参见图3，每个中央空调温度控制器主要由分控微处理器、分控ZigBee模块、分控WiFi模块、分控继电器模块、分控温湿度传感器、分控人体红外传感器、分控语音模块和分控人机交互模块组成。
分控人机交互模块与分控微处理器相连，用户可以通过人机交互模块进入设置菜单，设置房间空调的温度、风速、切换空调的工作模式、定时关机等，也可以显示房间内空气的温湿度、空调的风速、空调的工作模式等参数。
分控温湿度传感器和分控人体红外传感器与分控微处理器连接。由分控微处理器控制分控温湿度传感器采集房间内的温湿度值。当室内温度达到设定温度值时，关闭风机，当室内温度低于或高于设定温度时，启动风机，输送暖气或冷气。当中央空调温度控制器工作在自动模式时，当室内温度离设定温度值很大时，启动风机高档送风，然后根据房间内的温度值，实时调整风机的工作档位(风机的档位分为高档、中档、低档)，以达到节约电能的目的。由分控微处理器控制分控人体红外传感器采集房间内人员的数量。当检测到人员活动减少时，中央空调温度控制器智能调整风机风速、设置的温度等参数。例如，当人员睡眠时，智能切换中央空调温度控制器的工作模式，避免温度过低或过高引起的人体不适。也可以根据需要设定工作模式每隔一段时间(时间值可以根据用户需要来设定)检测一次房间内有无人员活动，如果检测到没有人在室内活动，则发出警报提醒，过一会自动关闭风机盘管，以达到节约电能的目的。
分控微处理器的输出端经由分控继电器模块与中央空调的风机盘管控制端连接。分控继电器模块的3个常开控制输出端分别连接风机盘管的高、中、低档位，分控微处理器对采集到的各种参数进行分析处理后或根据中央空调温度总控制中心发送过来的命令进行分析处理后对分控继电器模块进行控制操作，从而切换风机盘管的档位，以达到改变空调的风速。
分控WiFi模块连接在分控微处理器上，分控微处理器通过分控WiFi模块与用户控制终端连接，以方便用户可以使用用户控制终端对中央空调温度控制器的温度、风速、时间和工作模式等参数进行设定。分控ZigBee模块连接在分控微处理器上，分控微处理器通过分控ZigBee模块与中央空调温度总控制中心连接，以进行数据和命令交换。
分控语音模块与分控微处理器连接，分控语音模块具有播放和采集语音的功能，可以根据用户的设置，播放当前房间内的环境参数(温度和湿度)、时间等，也可以开启对话功能，呼叫前台或岗亭等，在中央空调温度控制器连接互联网后，也可语音咨询该建筑周围的信息，然后通过液晶屏显示出来，可以查询到该建筑周围的宾馆、酒店、银行、超市、商场等场所，方便购物、出行等。
本发明不但能够对安装有中央空调的酒店客房和办公室、学校办公室和教室、企业办公室等建筑楼房间的中央空调温度控制器通过无线传感器网络进行自动控制和管理，而且建筑楼房间的中央空调温度控制器还能够根据用户设置的温度、风速和房间内的人数进行控制房间内的中央空调，以达到节约能源、节约管理者的人力和物力的目的。
上述实施例，仅为对本发发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***，其特征在于：包括用户控制终端、1个中央空调温度总控制中心和2个以上的中央空调温度控制器；中央空调温度总控制中心安装于楼栋的中央空调管理中心室内；中央空调温度控制器的数量与该楼栋的房间数量相匹配，每间房间内安装1个中央空调温度控制器；用户控制终端通过互联网与中央空调温度总控制中心连接；中央空调温度总控制中心通过ZigBee无线网络与所有的中央空调温度控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***，其特征在于：中央空调温度总控制中心主要由总控微处理器、总控ZigBee模块、总控GSM模块、总控WiFi模块和总控时钟模块组成；总控时钟模块与总控微处理器连接；总控GSM模块和总控WiFi模块同时连接在总控微处理器上，总控微处理器通过总控GSM模块或总控WiFi模块与用户控制终端连接；总控ZigBee模块连接在总控微处理器上，总控微处理器通过总控ZigBee模块与中央空调温度控制器连接。
3.根据权利要求2所述的一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***，其特征在于：中央空调温度总控制中心还进一步包括总控语音模块，该总控语音模块与总控微处理器连接。
4.根据权利要求1所述的一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***，其特征在于：每个中央空调温度控制器主要由分控微处理器、分控ZigBee模块、分控WiFi模块、分控继电器模块、分控温湿度传感器和分控人体红外传感器组成；分控温湿度传感器和分控人体红外传感器与分控微处理器连接；分控微处理器经由分控继电器模块与中央空调的风机盘管控制端连接；分控WiFi模块连接在分控微处理器上，分控微处理器通过分控WiFi模块与用户控制终端连接；分控ZigBee模块连接在分控微处理器上，分控微处理器通过分控ZigBee模块与中央空调温度总控制中心连接。
5.根据权利要求4所述的一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***，其特征在于：每个中央空调温度控制器还进一步包括分控语音模块，该分控语音模块与分控微处理器连接。
6.根据权利要求4所述的一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***，其特征在于：每个中央空调温度控制器还进一步包括分控人机交互模块，该分控人机交互模块与分控微处理器连接。
7.根据权利要求1所述的一种节能型无线传感器网络中央空调温度控制***，其特征在于：用户控制终端为手机或PC机。
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Application publication date: 20170711

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