CN203385152U - 一种空调节能控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种空调节能控制器，其特征在于：它包括房间温度监测模块、电流监测模块、遥控器监听模块、红外发送模块、电力线通讯模块、电源模块和单片机模块；所述房间温度监测模块通过所述单片机模块的P1.2口、所述电流监测模块通过所述单片机模块的IIC口、所述遥控器监听模块通过所述单片机模块的P3.2口、所述红外发送模块通过所述单片机模块的P3.1口、所述电力线通讯模块通过所述单片机模块的UART口和所述电源模块通过所述单片机模块的VCC口分别与所述单片机模块相连。本实用新型能够在不改变原有建筑结构的情况下安装，并能够对空调按季节、温度等进行合理控制。本实用新型可以广泛应用于对空调的节能控制中。
Description
技术领域
本实用新型涉及空调节能控制领域，特别是关于一种空调节能控制器。
背景技术
随着社会的不断发展，社会分工越来越细，各公司的员工人数越来越多。越来越多的公司会给员工提供住宿，而大部分宿舍中安装有空调。为了将空调温度设定在满足国家规定的空调节能环保温度，节约公司运营中的电费成本，安装一套有效的空调节能管理***并能对空调进行远程监控成了当务之急。目前使用的温度控制器中有的只能按本地温度对空调进行控制，有的采用RS485总线或无线通信方式对空调进行控制。采用RS485总线时需要在宿舍中重新布线，但通常宿舍房间复杂，安装布线困难，而宿舍布线又必须首先符合消防要求，因此，现有的温度控制器采用RS485总线对空调进行控制的可操作性差，往往不能达到预期效果。采用无线通信方式对空调进行控制时，受宿舍结构限制，有些地方会形成通信盲区，无法实现对空调进行全面、准确地控制。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够在不改变原有建筑结构的情况下安装并对对空调按季节、温度等进行合理控制的空调节能控制器。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种空调节能控制器，其特征在于：它包括房间温度监测模块、电流监测模块、遥控器监听模块、红外发送模块、电力线通讯模块、电源模块和单片机模块；所述房间温度监测模块通过所述单片机模块的P1.2口、所述电流监测模块通过所述单片机模块的IIC口、所述遥控器监听模块通过所述单片机模块的P3.2口、所述红外发送模块通过所述单片机模块的P3.1口、所述电力线通讯模块通过所述单片机模块的UART口和所述电源模块通过所述单片机模块的VCC口分别与所述单片机模块相连。
所述遥控器监听模块由红外接收芯片IRM3638和38K解调电路组成，所述红外接收芯片IRM3638将监听到的红外遥控信号整形后发送给所述38KHz解调电路进行解调，解调后的数据指令通过P3.2口传输至所述单片机模块；所述红外发送模块由38KHz调制电路和红外发射芯片IR333组成，所述单片机模块通过P3.1口将控制空调工作状态的红外指令发送给所述38KHz调制电路，所述38KHz调制电路将调制后的信号通过所述红外发射芯片IR333发射出去，实现对空调工作状态的控制。
所述电流监测模块由电流互感器CT01K和模数转换芯片AD8031组成，所述电流互感器CT01K将实时检测到的空调电流信号变换为电压信号并传输至所述模数转换芯片AD8031，所述模数转换芯片AD8031将模拟电压信号转换成数字信号后通过IIC口传输至所述单片机模块。
所述房间温度监测模块采用温度监测芯片DS18B20将监测到的房间温度信息传输至所述单片机模块。
所述电力线通讯模块由前端放大电路、带通滤波电路和电力线通讯芯片3501E组成。
所述单片机模块采用8051单片机，它通过P1.2口获得房间温度，通过IIC口获得空调工作状态信息，通过P3.2口获得用户对空调的操作信息，通过P3.1口发送控制空调工作状态的红外指令，通过UART口与空调集中管理设备进行通讯，通过VCC口获得3.3V直流电源供电。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于设置了房间温度监测模块、电流监测模块、遥控器监听模块、红外发送模块、电力线通讯模块、电源模块和单片机模块；单片机模块根据房间温度监测模块监测到的房间温度、电流监测模块监测到的空调工作状态信息和遥控器监听模块监听到的用户对空调的操作信息，通过红外发送模块发送控制空调工作状态的红外指令，因此本实用新型能够对空调按季节、温度等进行合理控制。2、本实用新型由于采用电力线通讯方式与空调集中管理设备进行信息传递，采用红外无线通信方式对空调进行控制，因此本实用新型能够在不改变原有建筑结构的情况下安装，实现对空调的远程控制。基于以上优点，本实用新型可以广泛应用于对空调的节能控制中。
附图说明
图1是本实用新型的电路结构示意图
图2是本实用新型监听用户对空调的操作信息时的工作流程示意图
图3是本实用新型监测房间温度时的工作流程示意图
图4是由本实用新型构成的空调节能管理***的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型包括房间温度监测模块1、电流监测模块2、遥控器监听模块3、红外发送模块4、电力线通讯模块5、电源模块6和单片机模块7。其中，房间温度监测模块1通过单片机模块7的P1.2口、电流监测模块2通过单片机模块7的IIC口、遥控器监听模块3通过单片机模块7的P3.2口、红外发送模块4通过单片机模块7的P3.1口、电力线通讯模块5通过单片机模块7的UART口（通用异步收发器接口）以及电源模块6通过单片机模块7的VCC口分别与单片机模块7连接。
房间温度监测模块1用于监测房间温度，它采用温度监测芯片DS18B20将监测到的房间温度信息传输至单片机模块7。
电流监测模块2由电流互感器CT01K和模数转换芯片AD8031组成。电流互感器CT01K穿在空调电源上，根据磁感应原理，通过非电气连接的方式对空调电流信号进行采集，通过对采集到的电流信号的检测来监测空调开关机状态、压缩机和风扇是否正常工作、冷媒是否不足等空调工作状态信息。电流互感器CT01K将实时检测到的空调电流信号变换为电压信号并传输至模数转换芯片AD8031，模数转换芯片AD8031将模拟电压信号转换成数字信号后通过IIC口传输至单片机模块7。
遥控器监听模块3用于监听用户使用遥控器开关机、设定空调温度等用户对空调的操作信息，它由红外接收芯片IRM3638和38K解调电路组成。红外接收芯片IRM3638将监听到的红外遥控信号整形后发送给38KHz解调电路进行解调，解调后的数据指令通过P3.2口传输至单片机模块7用于分析和判别。
红外发送模块4用于发射单片机模块控制空调工作状态的红外指令，它由38KHz调制电路和红外发射芯片IR333组成。单片机模块7通过P3.1口将控制空调工作状态的红外指令发送给38KHz调制电路，38KHz调制电路将调制后的信号通过红外发射芯片IR333发射出去，从而实现对空调工作状态的控制。
电力线通讯模块5用于与空调集中管理设备进行通讯，它由前端放大电路、带通滤波电路和电力线通讯芯片3501E组成。空调集中管理设备对本实用新型抄读数据时，先将抄读命令发送给前端放大电路，前端放大电路将信号放大后发送给带通滤波电路，经带通滤波电路滤波后传输至电力线通讯芯片3501E进行解码，解码后的通讯请求命令通过UART口传输至单片机模块7；单片机模块7将应答指令通过UART口传输至电力线通讯芯片3501E进行编码，编码后的应答指令经带通滤波电路滤波后传输至前端放大电路，前端放大电路将信号放大后通过电力线传输至空调集中管理设备，从而完成一个通讯过程。
电源模块6由电源保护电路和交直流转换电路组成。电源模块6将220V交流电转换成12V和3.3V直流电，其中，12V直流电用于给电力线通讯模块5中的前端放大电路提供电源，3.3V直流电分别用于给房间温度监测模块1、遥控器监听模块3和红外发送模块4和单片机模块7提供电源。
单片机模块7采用8051单片机，它通过房间温度监测模块1获得房间温度、通过电流监测模块2获得空调工作状态信息，通过遥控器监听模块3获得用户对空调的操作信息、通过红外发送模块4发送控制空调工作状态的红外指令、通过电力线通讯模块5与空调集中管理设备进行通讯以及通过电源模块6获得3.3V直流电源供电。
如图2所示，单片机模块7根据遥控器监听模块3监听到的用户对空调的操作信息，对空调发送控制信息，使其工作在合理状态时，单片机模块7的工作步骤包括：
1）遥控器监听模块3监听用户对空调的遥控指令，并将监听到的遥控指令发送给单片机模块7；其中，用户对空调的遥控指令包括用遥控器开启空调或设置空调工作温度的指令等。
2）单片机模块7判断接收到的遥控指令是否异常，具体包括通过遥控器对空调工作模式或工作温度的设置是否合理等；如果接收到的遥控指令异常，则执行步骤3）；如果接收到的遥控指令正常，则执行步骤1）。
3）单片机模块7通过红外发送模块4发送控制指令，调整空调的工作模式或工作温度，使空调工作在合理状态下。
如图3所示，单片机模块7根据房间温度监测模块1监测到的房间温度信息和电流监测模块2监测到的空调工作状态信息，发送空调温度调整指令，使空调设置温度调整到国家规定的空调节能环保温度时，单片机模块7的工作步骤包括：
1）房间温度监测模块1监测房间温度信息并将其发送给单片机模块7。
2）单片机模块7判断房间温度是否满足国家规定的空调节能环保温度；如果满足，则执行步骤1）；如果不满足，则执行步骤3）。
3）单片机模块7读取电流监测模块2监测到的空调工作状态信息，并判断空调是否处于工作状态；如果空调处于工作状态，则执行步骤4）；如果处于关闭状态，则执行步骤1）。
4）单片机模块7通过红外发送控制模块4发送空调温度调整指令，将空调设置温度调整到国家规定的空调节能环保温度。
5）继续执行步骤1）。
实施例：如图4所示，本实用新型可以用于空调节能管理***中。本实用新型通过红外无线通信方式给房间空调发送控制指令。本实用新型与空调集中管理设备之间通过电力线通讯模块进行信息传输。
当本实用新型接收空调集中管理设备发出的控制指令、读取房间温度的指令或读取空调工作状态指令时，空调集中管理设备使用电力线通讯方式将指令发送到电力线通讯模块5，电力线通讯模块5将该指令解码后通过单片机模块7的UART口，传输至单片机模块7；单片机模块7对接收到的指令进行分析；如果接收到的指令是控制空调的指令，则将该控制指令通过P3.1口传输至红外发送模块5，空调红外发送模块5将控制指令转换成红外信号，完成空调集中管理设备对空调的远程控制；如果接收到的指令是读取房间温度的指令，则单片机模块7通过P1.2口将指令发送给房间温度检测模块1，房间温度检测模块1将监测到的房间温度通过P1.2口发送给单片机模块7，单片机模块7将得到信息发送给电力线通讯模块5，电力线通讯模块5通过电力线将房间温度信息发送给空调集中管理设备，从而完成空调集中管理设备对房间温度信息的读取。
当本实用新型监测到异常事件时，通过电力线通信将异常事件信息主动上报给空调集中管理设备。本实用新型通过单片机模块7的P1.2口读取房间温度监测模块1监测到的房间温度，并判断房间温度是否异常；如果房间温度异常，则单片机模块7生成告警信息，并将该告警信息通过UART口传输给电力线通讯模块5，电力线通讯模块5通过电力线将该告警信息上报给空调集中管理设备，从而对异常事件完成主动上报。
上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
Claims (10)
1.一种空调节能控制器，其特征在于：它包括房间温度监测模块、电流监测模块、遥控器监听模块、红外发送模块、电力线通讯模块、电源模块和单片机模块；所述房间温度监测模块通过所述单片机模块的P1.2口、所述电流监测模块通过所述单片机模块的IIC口、所述遥控器监听模块通过所述单片机模块的P3.2口、所述红外发送模块通过所述单片机模块的P3.1口、所述电力线通讯模块通过所述单片机模块的UART口和所述电源模块通过所述单片机模块的VCC口分别与所述单片机模块相连。
2.如权利要求1所述的一种空调节能控制器，其特征在于：所述遥控器监听模块由红外接收芯片IRM3638和38K解调电路组成，所述红外接收芯片IRM3638将监听到的红外遥控信号整形后发送给所述38KHz解调电路进行解调，解调后的数据指令通过P3.2口传输至所述单片机模块；所述红外发送模块由38KHz调制电路和红外发射芯片IR333组成，所述单片机模块通过P3.1口将控制空调工作状态的红外指令发送给所述38KHz调制电路，所述38KHz调制电路将调制后的信号通过所述红外发射芯片IR333发射出去，实现对空调工作状态的控制。
3.如权利要求1所述的一种空调节能控制器，其特征在于：所述电流监测模块由电流互感器CT01K和模数转换芯片AD8031组成，所述电流互感器CT01K将实时检测到的空调电流信号变换为电压信号并传输至所述模数转换芯片AD8031，所述模数转换芯片AD8031将模拟电压信号转换成数字信号后通过IIC口传输至所述单片机模块。
4.如权利要求2所述的一种空调节能控制器，其特征在于：所述电流监测模块由电流互感器CT01K和模数转换芯片AD8031组成，所述电流互感器CT01K将实时检测到的空调电流信号变换为电压信号并传输至所述模数转换芯片AD8031，所述模数转换芯片AD8031将模拟电压信号转换成数字信号后通过IIC口传输至所述单片机模块。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种空调节能控制器，其特征在于：所述房间温度监测模块采用温度监测芯片DS18B20将监测到的房间温度信息传输至所述单片机模块。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种空调节能控制器，其特征在于：所述电力线通讯模块由前端放大电路、带通滤波电路和电力线通讯芯片3501E组成。
7.如权利要求5所述的一种空调节能控制器，其特征在于：所述电力线通讯模块由前端放大电路、带通滤波电路和电力线通讯芯片3501E组成。
8.如权利要求1或2或3或4或7所述的一种空调节能控制器，其特征在于：所述单片机模块采用8051单片机，它通过P1.2口获得房间温度，通过IIC口获得空调工作状态信息，通过P3.2口获得用户对空调的操作信息，通过P3.1口发送控制空调工作状态的红外指令，通过UART口与空调集中管理设备进行通讯，通过VCC口获得 3.3V直流电源供电。
9.如权利要求5所述的一种空调节能控制器，其特征在于：所述单片机模块采用8051单片机，它通过P1.2口获得房间温度，通过IIC口获得空调工作状态信息，通过P3.2口获得用户对空调的操作信息，通过P3.1口发送控制空调工作状态的红外指令，通过UART口与空调集中管理设备进行通讯，通过VCC口获得3.3V直流电源供电。
10.如权利要求6所述的一种空调节能控制器，其特征在于：所述单片机模块采用8051单片机，它通过P1.2口获得房间温度，通过IIC口获得空调工作状态信息，通过P3.2口获得用户对空调的操作信息，通过P3.1口发送控制空调工作状态的红外指令，通过UART口与空调集中管理设备进行通讯，通过VCC口获得3.3V直流电源供电。
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