通信基站/機房學習型節能控制器的製作方法

2023-05-31 11:41:56 2

專利名稱：通信基站/機房學習型節能控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種戶外通信基站/機房配套用控制器，該控制器用於控制基站 /機房內的空調和新風系統協同工作。
背景技術：
通信基站或機房，在運行中因為室內設備自身發出熱量或者戶外陽光照射，基站或機房中的溫度常會過高，如不及時散熱控溫勢必會影響基站或機房中設備的正常工作， 目前可用的降溫方式有兩種一是採用新風系統，即將室外的冷空氣引入室內，並將室內的熱空氣排出，依靠大量的空氣流通達到降溫效果。採用新風系統的優點是能耗較小，只要裝備幾個風機，但其缺點是降溫效果有限，當室外溫度與室內溫度相接近時，新風系統即會失效；二是安裝空調，它可以製冷和制熱，對室內溫度有效控制，目前精密型的通信基站或機房都安裝空調，但是其缺點是能耗大，據調查了解，精密空調機房的空調用電量佔機房總用電量的50%，而對於小型通信機房空調用電量佔機房總用電量的比例更高，達60%左右，並且不可避免得空調在長期運行後能效會下降，運行能耗還會增加。在大力提倡節約能源、保護環境的今天，如何在解決好通信基站或機房的溫度控制問題的基礎上，儘可能地減少通信基站或機房的用電量降低能耗，是本行業技術人員的研究方向。
發明內容本實用新型目的是提供一種通信基站/機房學習型節能控制器，它可將新風系統和空調一同控制起來，使兩者協同工作，以儘可能減少能耗。為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是一種通信基站/機房學習型節能控制器，包括控制器主板、室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、溼度傳感器、紅外接收器以及紅外發送器；所述控制器主板上設有單片機、存儲器、模擬量採集接口、模數轉換器、紅外接收單元、紅外發送單元、驅動電路以及功率繼電器輸出接口 ；所述室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、溼度傳感器均接於所述模擬量採集接口上，經過該模擬量採集接口、模數轉換器連接單片機；所述紅外接收器接於紅外接收單元的輸入端上，而紅外接收單元的輸出端連接單片機；所述紅外發送器連接紅外發送單元的輸出端，而紅外發送單元的輸入端連接單片機；並且，所述單片機經驅動電路連接功率繼電器輸出接口，該功率繼電器輸出接口輸出控制信號用於控制空調和新風系統。上述技術方案中的有關內容解釋如下1、上述方案中，本控制器還包括煙霧傳感器、水浸傳感器、門磁傳感器、壓差傳感器及紅外傳感器，而所述控制器主板上還設有開關量告警輸入接口及並口轉串口電路，所述煙霧傳感器、水浸傳感器、門磁傳感器、壓差傳感器及紅外傳感器均接於開關量告警輸入接口上，經過該開關量告警輸入接口、並口轉串口電路連接單片機。2、上述方案中，所述模擬量採集接口與模數轉換器之間還串有信號調理電路。3、上述方案中，所述控制器主板上可設有電源電路，當然該電源電路也可另設。4、上述方案中，所述控制器主板上還設有通信接口電路，該通信接口電路一端與單片機連接，另一端連接一通信接口。5、上述方案中，所述「紅外接收單元」是用於將紅外接收器傳入的信號進行處理， 將其處理成單片機可識別的信號形式的處理電路。所述「紅外發送單元」是用於將單片機輸出的信號進行處理，將其處理成紅外發送器可識別的信號形式的處理電路。本實用新型設計原理及效果是發明人嘗試將新風系統和空調組合運用，但是目前使用的空調為外購的成品，而新風系統又是一套獨立的系統，要想將空調和新風系統協調統一控制，就必須開發出專用的控制器，故而發明人進行研究開發了本實用新型節能控制器。本實用新型採用單片機控制，並加上室內溫度傳感器、室外溫度傳感器及溼度傳感器，可根據室內外溫度情況及溼度情況按程序設定合理地協調新風系統和空調的運作。本實用新通用性強，可控制各種型號的空調，包括普通民用櫃機、掛機、工業空調、 智能空調等。具體可實現以下4種空調控制方式a、接觸器控制空調電源一一對於具有來電自啟動或帶有工程模式的空調可採用這種方式。接線時，在空調電源線路中接入接觸器，以功率繼電器的輸出接口輸出的信號來控制接觸器的動作；b、通信接口控制智能空調一對於帶有通信接口的智能空調可通過通信協議控制空調；C、繼電器控制空調一連接空調開關機按鍵，直接控制空調開關機；接線時，將空調的開關機按鍵用繼電器觸點代替或並聯接出，以功率繼電器的輸出接口輸出的信號來控制繼電器的動作；d、紅外線遙控一適用於具有遙控功能的空調，通過紅外接收器可接收空調的原遙控器發射的開機代碼，控制器將開機代碼記錄，在需要控制時單片機即可控制紅外發送器發送此開機代碼遙控空調的啟停。考慮到信號可能出現偶發性的丟失，控制器程序中可加入了重發機制，通過監測室內溫度變化來判斷空調的狀態，必要情況下重發空調開關機指令。本實用新型可學習各種品牌的空調紅外遙控開關機指令，兼容率達到95%以上。本實用新型根據室內外溫度情況及溼度情況按程序設定合理地協調新風系統和空調的運作。如，可控制當室內溫度小於0°c時開啟空調製熱，當室內溫度達到5°C關閉空調製熱。只要室內溫度超過25°C、室內外溫差大於3°C，且溼度正常(如小於溼度小於85%) 時，開啟新風系統。當溫度降至22°C時關閉新風系統。當室內溫度大於35°C時，開啟空調製冷關閉新風系統，當溫度降至30°C時，關閉空調製冷。本實用新型的節能率在30-75%。在室外空氣溫度和溼度合適的情況下，新風系統的節能效果是很突出的。以下按照北京的氣候條件，抽樣一個機房來計算經濟效益。機房參數發熱設備主設備2G Flexi BTS 8/8/8，3795W，附屬設備功耗350W，總功率 4. 145KW ；[0027]空調製冷量5250W ；功耗^85W，空調啟動後，壓縮機工作時間佔80% ；新風系統配置2個NXF-500單元，功耗220W ；根據機房隔熱性能及當地的氣候情況，僅使用空調時每年開啟的時間約為四75 小時，安裝新風系統及本控制器後，空調工作時間880小時，新風系統工作時間觀25小時。 按照商業用電每小時1. 03元計算不使用新風系統時空調全年的電費 2. 89*0. 8*2975*1. 03=7085 元新風系統與空調配合使用全年電費(2. 89*0. 8*880+0. 22*2825) *1· 03=2736 元由此可見，該機房使用了本實用新型控制器後節能效率達到了 61%。
附圖1為本實用新型實施例結構框圖；附圖2為應用本實用新型實施例的機房溫度控制原理示意圖。以上附圖中1、進氣風機；2、排氣風機；3、空調；4、控制器箱體；5、紅外發射器； 6、室內溫度傳感器；7、室外溫度傳感器；8、溼度傳感器。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例如附圖1 一種通信基站/機房學習型節能控制器，包括控制器主板、室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、溼度傳感器、紅外接收器以及紅外發送器。如圖1所示，所述控制器主板上設有單片機、存儲器、模擬量採集接口、模數轉換器、紅外接收單元、紅外發送單元、驅動電路以及功率繼電器輸出接口。所述存儲器為 E2PROM,它與單片機相連接。所述室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、溼度傳感器均接於所述模擬量採集接口上，經過該模擬量採集接口、模數轉換器連接單片機。所述紅外接收器接於紅外接收單元的輸入端上，而紅外接收單元的輸出端連接單片機；所述紅外發送器連接紅外發送單元的輸出端，而紅外發送單元的輸入端連接單片機。並且，所述單片機經驅動電路連接功率繼電器輸出接口，該功率繼電器輸出接口輸出控制信號用於控制空調和新風系統。本控制器還包括煙霧傳感器、水浸傳感器、門磁傳感器、壓差傳感器及紅外傳感器，而所述控制器主板上還設有開關量告警輸入接口及並口轉串口電路，所述煙霧傳感器、 水浸傳感器、門磁傳感器、壓差傳感器及紅外傳感器接於開關量告警輸入接口上，經過該開關量告警輸入接口、並口轉串口電路連接單片機。所述控制器主板上還設有通信接口電路，該通信接口電路一端與單片機連接，另一端連接一通信接口，以便通過通信接口可控制帶有通信接口的智能空調。所述控制器主板上還設有一信號調理電路，該信號調理電路連接在模擬量採集接口與模數轉換器之間。所述控制器主板上還設有兩個隔離電路，一隔離電路接在開關量告警輸入接口與並口轉串口電路之間，另一隔離電路接在單片機與驅動電路之間。所述控制器主板上還設有告警輸出電路，該告警輸出電路也與單片機連接，單片機輸出的告警信號經告警輸出電路處理後輸出。所述控制器主板上還設有一人機接口，單片機經該人機接口可連接數碼管、LED、 按鍵等。所述控制主板上還設有一市電斷電檢測埠，該市電斷電檢測埠用於與市電輸入連接，將代表市電是否斷電的信號輸入單片機。所述控制主板上還設置電源電路。所述功率繼電器輸出接口輸出控制信號用於控制空調和新風系統外，還可控制電加熱器、加溼器等可配設備。具體，控制器還包括一箱體，所述控制器主板安裝在箱體內，數碼管、LED、按鍵等布置在箱體正面的面板上用於顯示和輸入指令，紅外接收器也安裝在箱體面板上，用來學習空調的開關機紅外信號。本實施例的一個應用實例如下如附圖2所示，新風系統具體由設置在機房牆面上的進氣風機1和排氣風機2構成，空調3安裝在機房內牆面上。本實施例控制器箱體4安裝在機房內，通過膨脹螺栓或穿牆螺栓固定在牆體上，不建議正對空調3出風口和進氣風機1安裝，建議安裝高度距地面 1. 2米左右。紅外發射器5建議固定在距空調3遙控信號接收口 1米以內，正對空調3接收口，偏角不應大於45°，且需避免安裝在熱源、光源附件，否則將影響紅外控制的成功率。 室內溫度傳感器6安裝於機房內牆面上，室外溫度傳感器7由防護罩保護安裝於機房外牆上；溼度傳感器8必須安裝在室內，安裝位置應遠離空調3及進氣風機1。控溫過程是設定好各個溫溼度閾值參數，如當室內溫度小於0°C時開啟空調3制熱，當室內溫度達到5°C關閉空調3制熱。當室內溫度超過25°C、室內外溫差大於；TC，且溼度正常(如小於溼度小於85%)時，開啟進氣風機1和排氣風機2，進行通風散熱。當溫度降至22°C時關閉進氣風機1和排氣風機2。當室內溫度大於35°C時，關閉進氣風機1和排氣風機2而開啟空調製冷，當溫度降至30°C時，關閉空調製冷。本實施例實時檢測室內外溫度、溼度，在特殊的數學模型算法程序的規範下，自動控制風機和空調協同工作，從而達到節能的最佳效果，大幅度降低電能消耗和運行成本，延長空調使用壽命。並且，控制器智能化程度高，可擴展動力環境監控和告警功能，可長時間運行無須人工幹預，適用於通信基站、電信機房等場所，尤其適合無人值守基站的空調控制。上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容並據以實施，並不能以此限制本實用新型的保護範圍。 凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種通信基站/機房學習型節能控制器，其特徵在於包括控制器主板、室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、溼度傳感器、紅外接收器以及紅外發送器；所述控制器主板上設有單片機、存儲器、模擬量採集接口、模數轉換器、紅外接收單元、 紅外發送單元、驅動電路以及功率繼電器輸出接口 ；所述室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、溼度傳感器均接於所述模擬量採集接口上，經過該模擬量採集接口、模數轉換器連接單片機；所述紅外接收器接於紅外接收單元的輸入端上，而紅外接收單元的輸出端連接單片機；所述紅外發送器連接紅外發送單元的輸出端， 而紅外發送單元的輸入端連接單片機；並且，所述單片機經驅動電路連接功率繼電器輸出接口，該功率繼電器輸出接口輸出控制信號用於控制空調和新風系統。
2.根據權利要求1所述的通信基站/機房學習型節能控制器，其特徵在於本控制器還包括煙霧傳感器、水浸傳感器、門磁傳感器、壓差傳感器及紅外傳感器，而所述控制器主板上還設有開關量告警輸入接口及並口轉串口電路，所述煙霧傳感器、水浸傳感器、門磁傳感器、壓差傳感器及紅外傳感器接於開關量告警輸入接口上，經過該開關量告警輸入接口、 並口轉串口電路連接單片機。
3.根據權利要求1所述的通信基站/機房學習型節能控制器，其特徵在於所述模擬量採集接口與模數轉換器之間還串有信號調理電路。
4.根據權利要求1所述的通信基站/機房學習型節能控制器，其特徵在於所述控制器主板上還設有通信接口電路，該通信接口電路一端與單片機連接，另一端連接一通信接
專利摘要一種通信基站/機房學習型節能控制器，其特徵在於包括控制器主板、室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、溼度傳感器、紅外接收器以及紅外發送器；所述控制器主板上設有單片機、存儲器、模擬量採集接口、模數轉換器、紅外接收單元、紅外發送單元、驅動電路以及功率繼電器輸出接口；所述室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、溼度傳感器均接於所述模擬量採集接口上；並且，所述單片機經驅動電路連接功率繼電器輸出接口，該功率繼電器輸出接口輸出控制信號用於控制空調和新風系統。本實用新型實時檢測室內外溫度、溼度，在特殊的數學模型算法程序的規範下，自動控制風機和空調協同工作，從而達到節能的最佳效果。
文檔編號G05B19/042GK202057989SQ20112006345
公開日2011年11月30日 申請日期2011年3月11日 優先權日2011年3月11日
發明者葉建彪, 毛祺, 王浩東 申請人:蘇州新海宜通信科技股份有限公司