一種基於物聯網的智能家居控制面板及其工作方法與流程
2023-04-28 17:57:26
本發明涉及一種智能家居控制面板，尤其涉及一種基於物聯網的中央空調用智能家居控制面板及其工作方法。
背景技術：
對於中央空調來說，為了便於對分布於室內的風機進行操控，在室內均放置有控制面板，但是傳統的控制面板功能單一，無法直觀的顯示室內環境參數，因此不便操作。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種智能家居控制面板及工作方法，以使室內環境參數更加直觀顯示，並提高了操控性。
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種智能家居控制面板，包括觸控螢幕，在觸控螢幕的下方設有若干控制按鍵，以及設有主處理器模塊的主控板；所述主處理器模塊與觸控螢幕和控制按鍵相連。為了使輸出控制多樣性，所述主處理器模塊還通過主控板上的控制接口與電源盒相連，該電源盒上設有風機調速控制口、地暖閥控制口。主處理器模塊連接有無線網絡通信模塊（例如：Wifi、GSM、3G、4G等通信模塊），用於與網際網路相連。
所述主控板上還設有與主處理模塊相連的測溫單元，該測溫單元包括：粗測信號差分放大電路、精測信號差分放大電路、多路基準電壓模塊和從處理器模塊和溫度傳感器；其中所述多路基準電壓模塊適於向粗測信號差分放大電路和精測信號差分放大電路分別提供粗測基準電壓和精測基準電壓；所述溫度傳感器適於將採集的溫度信號通過粗測信號差分放大電路或精測信號差分放大電路發送至從處理器模塊，即該從處理器模塊適於根據粗測溫度值控制多路基準電壓模塊切換相應的精測基準電壓，以使從處理器模塊獲得的精測溫度值。
所述多路基準電壓模塊包括：第一通道模擬開關，該第一通道模擬開關的輸出端與精測信號差分放大電路的基準電壓端相連；所述從處理器模塊的多路PWM信號輸出端分別通過相應的濾波整定電路與第一通道模擬開關的多路輸入端相連；以及任一所述濾波整定電路的輸出端與粗測信號差分放大電路的基準電壓端相連。
所述主控板上設有與主處理器模塊相連的測溫單元；上述智能家居控制面板的工作方法，包括所述測溫單元的工作方法，具體包括如下步驟：步驟S1，粗測，即先將溫度傳感器信號經過粗測信號差分放大電路發送至從處理器模塊進行粗測，並得到粗測溫度值；步驟S2，精測，即所述從處理器模塊根據所述粗測溫度值，向精測信號差分放大電路提供相應的精測基準電壓，以便於對溫度傳感器信號再次測量獲得精測溫度值。
所述粗測信號差分放大電路和精測信號差分放大電路的基準電壓由多路基準電壓模塊分別提供；所述從處理器模塊適於根據粗測溫度值控制多路基準電壓模塊切換相應的精測基準電壓；所述多路基準電壓模塊包括：第一通道模擬開關，該第一通道模擬開關的輸出端與精測信號差分放大電路的基準電壓端相連；所述從處理器模塊的多路PWM信號輸出端分別通過相應的濾波整定電路與第一通道模擬開關的多路輸入端相連；以及任一所述濾波整定電路的輸出端與粗測信號差分放大電路的基準電壓端相連。
本發明的有益效果是，（1）本發明智能家居控制面板通過觸控螢幕和按鍵能夠很方便的獲得室內環境讀數和進行相應操控；（2）通過溫度傳感器先通過粗測信號差分放大電路對溫度傳感器的採集信號進行粗測，然後根據粗測溫度控制多路基準電壓模塊切換相應的精測基準電壓，以使從處理器模塊獲得的精測溫度值，以達到精確測溫的目的，以獲得精確的室溫，便於更好的調節室內溫度，尤其適合老人、兒童房間。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明的智能家居控制面板的原理框圖；
圖2是本發明的測溫單元的原理框圖；
圖3是本發明的濾波整定電路的電路圖；
圖4是本發明的粗測信號差分放大電路的電路原理圖；
圖5是本發明的精測信號差分放大電路的電路原理圖；
圖中：觸控螢幕1、控制按鍵2、上蓋3、面板底蓋4、電源盒5。
具體實施方式
實施例1
如圖1所示，本發明提供了一種智能家居控制面板，包括觸控螢幕1，以及在觸控螢幕的下方設有若干控制按鍵2，以及位於智能家居控制面板內的，該主控板上設有處理器模塊；所述主處理器模塊與觸控螢幕和控制按鍵相連。主處理器模塊連接有無線網絡通信模塊（例如：Wifi、GSM、3G、4G等通信模塊），用於與網際網路相連，以接收遠程控制信號和相關數據，同時發送相關參數或數據。
圖1中，主控板位於控制面板的上蓋3後側，被遮擋。
所述主處理器模塊還通過主控板上的控制接口與電源盒5相連，該電源盒5上設有風機調速控制口、地暖閥控制口；以及還設有電源接入口；具體的風機調速控制口、地暖閥控制口和電源接入口位於電源盒5的背面；所述主處理器模塊通過風機調速控制口、地暖閥控制口輸出相應控制指令。
如圖2所示，所述主控板上還設有與主處理器模塊相連的測溫單元，該測溫單元包括：粗測信號差分放大電路、精測信號差分放大電路、多路基準電壓模塊和從處理器模塊；其中所述多路基準電壓模塊適於向粗測信號差分放大電路和精測信號差分放大電路分別提供粗測基準電壓UADREF0和精測基準電壓UADREF；一溫度傳感器適於將採集的溫度信號通過粗測信號差分放大電路或精測信號差分放大電路發送至從處理器模塊，即該從處理器模塊適於根據粗測溫度值控制多路基準電壓模塊切換相應的精測基準電壓UADREF，以使從處理器模塊獲得的精測溫度值。所述主處理器模塊與從處理器模塊相連。
現有的測溫單元採集室內溫度值往往通過固定的基準電壓值進行採樣，具有溫度檢測精度低的缺點，由於空調工作後，溫度會發生相應變化，因此，在不同的溫度情況下，該方式對溫度值測量是不精確的，無法滿足精確的室內溫度採集要求，尤其是對於老人和兒童這類對溫度敏感的人群，若不能對溫度進行很好的控制的話，容易造成感冒，對於此類人群，為了實現精確溫度控制，精確的溫度採集是必要的。所以，為了達到精確室內溫度數據採集的目的，需要對溫度進行精確採集，本發明是通過先對溫度進行一個初步採集（粗測）獲得溫度的粗測值，然後根據該值選擇相應的精測基準電壓UADREF，再次測量以使從處理器模塊獲得的精測溫度值。
若從處理器模塊不帶AD子模塊，則所述粗測信號差分放大電路通過第一AD轉換模塊與從處理器模塊相連，所述精測信號差分放大電路通過第二AD轉換模塊與從處理器模塊相連。
其中，關於粗測信號差分放大電路、精測信號差分放大電路的可選的實施方式參見以下實施例3的內容。
如圖3所示，所述多路基準電壓模塊包括：第一通道模擬開關，該第一通道模擬開關的輸出端與精測信號差分放大電路的基準電壓端相連；所述從處理器模塊的多路PWM信號輸出端分別通過相應的濾波整定電路與第一通道模擬開關的多路輸入端相連。具體的，所述濾波整定電路包括電阻R1、電阻R2、電容C1和電容C2，所述電阻R1和電阻R2串聯，以及在電阻R1與電阻R2相連的一端連接電容C1，電阻R2的另一端連接電容C2，通過PWM信號經過濾波整定電路產生相應恆定的電壓值，同時也可以根據PWM信號的佔空比調節該電壓值的大小。
任一所述濾波整定電路的輸出端與粗測信號差分放大電路的基準電壓端相連；也可以由單獨有一串聯分壓電路提供。
為了滿足多路溫度傳感器對室內各檢測點的溫度進行測量，以獲得室內全面測溫數據，使空調分機起到更好的調節室內溫度的作用。多路溫度傳感器分別與第二通道模擬開關相連，該第二通道模擬開關的輸出端與粗測信號差分放大電路、精測信號差分放大電路的輸入端相連；所述第二通道模擬開關由所述從處理器模塊控制切換，以在毫秒級的速度內快速測量各檢測點的溫度值。
所述主、從處理器模塊可以採用嵌入式32位處理器，例如晶片STM32F103C8T6，所述主、從處理器模塊通過高速CAN-BUS總線通訊。所述第一、第二通道模擬開關例如但不限於採用CD4051。
實施例2
在實施例1基礎上，本發明還提供了一種智能家居控制面板的工作方法。
所述主控板上設有與主處理器模塊相連的測溫單元；所述測溫單元的工作方法包括如下步驟：步驟S1，粗測，即先將溫度傳感器信號經過粗測信號差分放大電路發送至從處理器模塊進行粗測，並得到粗測溫度值；步驟S2，精測，即所述從處理器模塊根據所述粗測溫度值，向精測信號差分放大電路提供相應的精測基準電壓，以便於對溫度傳感器信號再次測量獲得精測溫度值。
所述粗測信號差分放大電路和精測信號差分放大電路的基準電壓由多路基準電壓模塊分別提供；所述從處理器模塊適於根據粗測溫度值控制多路基準電壓模塊切換相應的精測基準電壓；所述多路基準電壓模塊包括：第一通道模擬開關，該第一通道模擬開關的輸出端與精測信號差分放大電路的基準電壓端相連；所述從處理器模塊的多路PWM信號輸出端分別通過相應的濾波整定電路與第一通道模擬開關的多路輸入端相連；以及任一所述濾波整定電路的輸出端與粗測信號差分放大電路的基準電壓端相連。
為了滿足多路溫度傳感器對室內各檢測點的溫度進行測量，以獲得室內全面測溫數據，使空調分機起到更好的調節室內溫度的作用。多路溫度傳感器分別與第二通道模擬開關相連，該第二通道模擬開關的輸出端與粗測信號差分放大電路、精測信號差分放大電路的輸入端相連；所述第二通道模擬開關由所述從處理器模塊控制切換，以在毫秒級的速度內快速測量各檢測點的溫度值。
可選的，本智能家居控制面板還具有提供遠程的故障診斷及軟體升級功能，當出現故障時，可以發送相應故障代碼至遠程伺服器以便於故障診斷，以及使用者還可以通過輸入相應升級命令進行升級。
實施例3
在實施例1和實施例2基礎上，本發明還提供了粗測信號差分放大電路、精測信號差分放大電路的一種可選的實施方式。
如圖4，具體的，所述粗測基準電壓電路採用串聯分壓電路，電阻R11和電阻R22構成粗測基準電壓電路，該粗測基準電壓電路通過一跟隨器（由運放U1A構成）與差分比較器（由U1B構成）相連，埠ADIN與所述第一多通道模擬開關的輸出端相連，埠AD_1與第一AD轉換模塊相連。
如圖5，所述精測信號差分放大電路通過埠ADIN接入第一多通道模擬開關的輸出端相連，以及通過埠ADREF與第二多通道模擬開關的輸出端相連，以獲取精測檔位基準電壓；所述埠ADIN和埠ADREF分別通過相應的跟隨器（分別由運放U2A、U2B構成）與差分比較器（由運放U2C構成）的兩輸入端相連，該差分比較器（由運放U2C構成）的輸出端通過同相比較器（由運放U2D構成）與第二AD轉換模塊相連。
以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。