一種室內空調和照明控制器的製作方法

2023-05-01 17:30:06 1

專利名稱：一種室內空調和照明控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種家居控制裝置，具體地說是一種室內空調和照明控制器，屬於智能家居控制技術領域。
背景技術：
目前，大多數室內空調和照明的控制現場，往往都是將空調和照明設備分開控制，需要室內空調控制器和室內照明控制器兩種不同的控制設備，這樣不但增加了施工難度，還對室內美觀造成了不便。對於公共建築領域，往往不能根據室內溫度和人員的變化，及時的控制空調和照明設備，降低了空調和照明的利用率，造成了能源的浪費現象。同時，一般 的室內空調和照明控制器都不具備空調和照明設備工作狀態的監控功能，對於人走燈開的現象也不能及時有效地控制。

實用新型內容針對上述不足，本實用新型提供了一種室內空調和照明控制器，其不僅具有集成度高和可靠性強的特點，而且配置靈活，降低了維護成本。為了解決上述存在的技術問題，本實用新型採用下述技術方案一種室內空調和照明控制器，其特徵是，包括中央控制單元以及分別與之連接的繼電器驅動單元、通信單元、實時時鐘單元、數據存儲單元、溫度採集單元、顯示單元和鍵入單元；所述溫度採集單元用以採集室內溫度信息並發送給中央控制單元，所述中央控制單元對當前室內溫度值進行分析處理並向繼電器驅動單元發送空調控制指令來完成室內空調的自動控制，中央控制單元將當前時間值和預設室內照明控制策略的時間進行比較，並向繼電器驅動單元發送照明設備控制指令來完成室內照明的自動控制，中央控制單元通過通信單元實時將室內空調和照明狀態信息發送給上位機，同時將數據存儲到數據存儲單元，所述顯示單元和鍵入單元用以與中央控制單元進行人機界面的交互。所述中央控制單元包括ARM主控晶片STM32F103。所述繼電器驅動單元與室內空調、照明設備的繼電器連接，用以控制室內空調和照明設備。針對上述室內空調和照明控制器，提供了一種室內空調和照明的控制方法，包括以下過程系統初始化，所述系統初始化過程為中央控制單元初始化外設電路、讀取數據存儲單元中的保護數據和恢復掉電數據的過程；空調控制，所述空調控制過程為讀取當前溫度並根據設定的溫度控制策略對空調進行控制的過程；照明控制，所述照明控制過程為根據照明控制策略對照明設備進行控制的過程；通信處理，所述通信處理過程為響應上位機發來的指令並返回空調控制和照明控制的參數信息和完成遠程室內空調照明監控的過程；[0012]數據存儲，所述數據存儲過程為將系統的配置信息保存到外部掉電數據存儲器中的過程。所述空調控制過程包括以下步驟工作開始；讀取空調溫度控制策略，所述空調溫度控制策略包括製冷模式的高溫檔、中溫檔、低溫檔和製冷臨界值以及制熱模式的低溫檔、中溫檔、高溫檔和制熱臨界值；獲取當前溫度值；判斷控制模式，如果是製冷模式，則進入製冷模式處理過程，如果是制熱模式，則
進入制熱模式處理過程；所述製冷模式處理過程為首先將當前溫度與設定溫度進行比較，如果當前溫度處製冷模式的於高溫檔溫度範圍，則控制空調風機為高速檔；如果當前溫度處於製冷模式的中溫檔溫度範圍，則控制空調風機為中速檔；如果當前溫度處於製冷模式的低溫檔溫度範圍，則控制空調風機為低速檔；如果當前溫度低於製冷臨界值溫度，則控制空調風機停止運行；所述制熱模式處理過程為首先將當前溫度與設定溫度比較，如果當前溫度處於制熱模式的低溫檔溫度範圍，則控制空調風機為高速檔；如果當前溫度處於制熱模式的中溫檔溫度範圍，則控制空調風機為中速檔；如果當前溫度處於制熱模式的高溫檔溫度範圍，則控制空調風機為低速檔；如果當前溫度高於制熱臨界值溫度，則控制空調風機停止運行。所述製冷模式的高溫檔、中溫檔、低溫檔和製冷臨界值的溫度關係為高溫檔溫度>中溫檔溫度 > 低溫檔溫度 > 製冷臨界值溫度，所述制熱模式的低溫檔、中溫檔、高溫檔和制熱臨界值的溫度關係為低溫檔溫度〈中溫檔溫度〈高溫檔溫度〈製冷臨界值溫度。所述照明控制過程包括以下步驟工作開始；讀取當前時間值；判斷控制模式，如果是手動模式，則進入手動控制過程；如果是自動模式，則進入自動控制過程；所述手動控制過程是根據接收的輸入信號進行相關動作，如果是開啟信號，則開啟照明工作；如果是關閉信號，則關閉照明工作；所述自動控制過程為判斷當前時間是否在預設的開啟時間段內，如果是，則開啟照明工作；如果否，則關閉照明工作。本實用新型的有益效果是，本實用新型提供了室內空調控制和室內照明控制一體化的解決方案，可以大大降低了室內布線難度；對於室內空調的控制，提供了多種控制模式，使新風機的控制更加靈活；對於室內照明的控制，提供了自動分時段控制模式，這兩種控制模式，提高了室內空調和照明的利用率，減少了不必要的能源損耗。本實用新型還具備遠程通信功能，可通過遠程平臺來實現空調和風機的狀態監控。

圖I是本實用新型一具體應用場景的結構示意圖；圖2是本實用新型的結構示意圖電路原理框圖；[0030]圖3是本實用新型所述中央控制單元的電路原理圖；圖4是本實用新型所述繼電器驅動單元的電路原理圖；圖5是本實用新型所述存儲器單元的電路原理圖；圖6是本實用新型所述實時時鐘單元的電路原理圖；圖7是本實用新型所述溫度採集單元的電路原理圖；圖8是本實用新型所述通信單元的電路原理圖；圖9是本實用新型的一種控制方法流程圖；圖10是圖9所示空調控制過程的流程圖；圖11是圖9所示照明控制過程的流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述如圖I至圖8所示，本實用新型的一種室內空調和照明控制器，包括中央控制單元以及分別與之連接的繼電器驅動單元、通信單元、實時時鐘單元、數據存儲單元、溫度採集單元、顯示單元和鍵入單元；所述溫度採集單元用以採集室內溫度信息並發送給中央控制單元，所述中央控制單元對當前室內溫度值進行分析處理並向繼電器驅動單元發送空調控制指令來完成室內空調的自動控制，中央控制單元將當前時間值和預設室內照明控制策略的時間進行比較，並向繼電器驅動單元發送照明設備控制指令來完成室內照明的自動控制，中央控制單元通過通信單元實時將室內空調和照明狀態信息發送給上位機，同時將數據存儲到數據存儲單元，所述顯示單元和鍵入單元用以與中央控制單元進行人機界面的交互。其中，所述中央控制單元包括ARM主控晶片STM32F103 ;所述繼電器驅動單元與室內空調、照明設備的繼電器連接，用以控制室內空調和照明設備。圖I是本實用新型一具體應用場景的結構示意圖。如圖I所示，該室內空調照明控制器一具體應用的室內環境該室內現場包括風機、電動調節閥、照明裝置等。中央控制單元通過輸出空調控制信號控制風機和電動調節閥來實現室內空調的控制功能；中央控制單元通過輸出空調控制信號控制照明裝置的開關來實現室內照明的控制功能；通過系統總線，實現遠程的監控功能。所述的風機具備三檔調速功能，高速、中速、低速，中央控制單元控制不同的速度檔位，將室外新風通過風機盤管冷卻或進行加熱後送入室內，來實現室內溫度的調節。所述的電動調節閥可以開關風機盤管，中央控制單元關閉風機時關閉電動調節閥，從而減少能源的損耗。圖2是本實用新型的結構示意圖電路原理框圖。如圖2所示，該室內空調和照明控制器包括中主控制器、繼電器驅動單元、通信單元、實時時鐘單元、數據存儲單元、溫度採集單元、LCD液晶顯示單元和按鍵輸入單元。所述繼電器驅動單元、LCD液晶顯示單元和按鍵輸入單元分別通過IO接口與主控制器連接；主控制器通過SPI接口與存儲器單元連接，通過IIC接口與實時時鐘電路連接，通過單總線接口與溫度採集單元連接。所述通信單元則通過485通信接口與主控制器連接。所述的LCD液晶顯示單元和按鍵輸入單元用來完成人機界面的交互，可以通過面板顯示和輸入。圖3是本實用新型所述中央控制單元的電路原理圖。如圖3所示，所述中央控制單元UlA採用的32位ARM控制晶片STM32F103，運算速度快，性價比高，並提供豐富的常用外設接口。U2為看門狗晶片，監控該系統的電源電壓和主控制器晶片的運行狀態，提高系統的可靠性。圖4是本實用新型所述繼電器驅動單元 的電路原理圖。如圖4所示，所述繼電器驅動單元採用數字晶片ULN2803，ULN2803晶片為達林頓輸出，驅動能力強，直接連接繼電器線圈，驅動繼電器，用以控制照明燈具的開關，風機盤管開關閥的啟停和室內新風機的啟停。。圖5是本實用新型所述存儲器單元的電路原理圖。如圖5所示，所述數據存儲單元主要由一片EEPROM組成，將系統運行的保護數據實時保存。圖6是本實用新型所述實時時鐘單元的電路原理圖。如圖6所示，所述實時時鐘電路採用高精度、低功耗的實時時鐘晶片DS3231，通過IIC接口與主控制器直接相連，用來確定當前時間值。該晶片內置晶體振蕩器，提高了長期精確度；該晶片的外部電池輸入引腳連接鋰電池El，斷開主電源後仍可保持精確的計時。圖7是本實用新型所述溫度採集單元的電路原理圖。如圖7所示，所述溫度採集單元採用高精度、寬測量範圍的數字溫度傳感器晶片DS18B20，每秒可完成一次溫度採集，來實時測量當前室內溫度值。DS18B20晶片採用單總線通信方式，硬體結構設計簡單。圖8是本實用新型所述通信單元的電路原理圖。如圖8所示,所述通信單元為485通信電路，主要由一片SP485晶片組成，R22、R23、D4、D5共同組成485接口防浪湧保護電路，提高電路的可靠性。通過該通信接口，可將空調和照明的狀態參數上傳到上位機，也可通過上位機控制空調和照明。圖9是本實用新型的一種控制方法流程圖。如圖9所示，本實用新型的一種室內空調和照明的控制方法，包括以下過程系統初始化，所述系統初始化過程為中央控制單元初始化外設電路、讀取數據存儲單元中的保護數據和恢復掉電數據的過程；空調控制，所述空調控制過程為讀取當前溫度並根據設定的溫度控制策略對空調進行控制的過程；照明控制，所述照明控制過程為根據照明控制策略對照明設備進行控制的過程；通信處理，所述通信處理過程為響應上位機發來的指令並返回空調控制和照明控制的參數信息和完成遠程室內空調照明監控的過程；數據存儲，所述數據存儲過程為將系統的配置信息保存到外部掉電數據存儲器中的過程。圖10是圖9所示空調控制過程的流程圖。如圖10所示，該控制方法的空調控制過程包括以下步驟工作開始；讀取空調溫度控制策略，所述空調溫度控制策略包括製冷模式的高溫檔、中溫檔、低溫檔和製冷臨界值以及制熱模式的低溫檔、中溫檔、高溫檔和制熱臨界值；獲取當前溫度值；判斷控制模式，如果是製冷模式，則進入製冷模式處理過程，如果是制熱模式，則進入制熱模式處理過程；所述製冷模式處理過程為首先將當前溫度與設定溫度進行比較，如果當前溫度處製冷模式的於高溫檔溫度範圍，則控制空調風機為高速檔；如果當前溫度處於製冷模式的中溫檔溫度範圍，則控制空調風機為中速檔；如果當前溫度處於製冷模式的低溫檔溫度範圍，則控制空調風機為低速檔；如果當前溫度低於製冷臨界值溫度，則控制空調風機停止運行；所述制熱模式處理過程為首先將當前溫度與設定溫度比較，如果當前溫度處於制熱模式的低溫檔溫度範圍，則控制空調風機為高速檔；如果當前溫度處於制熱模式的中溫檔溫度範圍，則控制空調風機為中速檔；如果當前溫度處於制熱模式的高溫檔溫度範圍，則控制空調風機為低速檔；如果當前溫度高於制熱臨界值溫度，則控制空調風機停止運行。上述方法中，所述製冷模式的高溫檔、中溫檔、低溫檔和製冷臨界值的溫度關係為高溫檔溫度 > 中溫檔溫度 > 低溫檔溫度 > 製冷臨界值溫度，所述制熱模式的低溫檔、中溫檔、高溫檔和制熱臨界值的溫度關係為低溫檔溫度〈中溫檔溫度〈高溫檔溫度〈製冷臨界值溫度。圖11是圖9所示照明控制過程的流程圖。如圖11所示，該控制方法的照明控制過程包括以下步驟·工作開始；讀取當前時間值；判斷控制模式，如果是手動模式，則進入手動控制過程；如果是自動模式，則進入自動控制過程；所述手動控制過程是根據接收的輸入信號進行相關動作，如果是開啟信號，則開啟照明工作；如果是關閉信號，則關閉照明工作；所述自動控制過程為判斷當前時間是否在預設的開啟時間段內，如果是，則開啟照明工作；如果否，則關閉照明工作。本實用新型提供了一種空調控制和照明控制一體化的控制設備，空調控制部分主要控制室內風機盤管的開關閥和風機的轉速，風速調節可以設定製冷模式和制熱模式二種模式製冷模式下，風機的轉速由當前溫度決定，溫度高轉速快，溫度低轉速慢；制熱模式下，風機的轉速由當前溫度決定，溫度高轉速慢，溫度低轉速快。當風機停止後，風機盤管開關閥關閉，當風機啟動，風機盤管開關閥打開。室內照明控制主要控制室內照明的啟動和停止。可以分為手動和自動兩種模式，手動模式下通過控制面板開關室內照明；自動模式下，可編程分時段控制，每周七天，每天可分四個啟動時間段，實現定時自動開關室內照明的功能。室內照明控制器具備的通信功能，不但可以將室內空調和照明的運行狀態上傳到能效統計監控平臺，還可以通過監控平臺對室內空調和室內照明進行控制。
權利要求1.一種室內空調和照明控制器，其特徵是，包括中央控制單元以及分別與之連接的繼電器驅動單元、通信單元、實時時鐘單元、數據存儲單元、溫度採集單元、顯示單元和鍵入單元；所述溫度採集單元用以採集室內溫度信息並發送給中央控制單元，所述中央控制單元對當前室內溫度值進行分析處理並向繼電器驅動單元發送空調控制指令來完成室內空調的自動控制，中央控制單元將當前時間值和預設室內照明控制策略的時間進行比較，並向繼電器驅動單元發送照明設備控制指令來完成室內照明的自動控制，中央控制單元通過通信單元實時將室內空調和照明狀態信息發送給上位機，同時將數據存儲到數據存儲單元，所述顯示單元和鍵入單元用以與中央控制單元進行人機界面的交互。
2.根據權利要求I所述的一種室內空調和照明控制器，其特徵是，所述中央控制單元包括ARM主控晶片STM32F103。
3.根據權利要求I所述的一種室內空調和照明控制器，其特徵是，所述繼電器驅動單元與室內空調、照明設備的繼電器連接，用以控制室內空調和照明設備。
專利摘要本實用新型公開了一種室內空調和照明控制器，旨在為室內空調照明末端控制而設計，它包括中央控制單元以及分別與之連接的繼電器驅動單元、通信單元、實時時鐘單元、數據存儲單元、溫度採集單元、顯示單元和鍵入單元。本實用新型提供了室內空調控制和室內照明控制一體化的解決方案，可以大大降低了室內布線難度；對於室內空調的控制，提供了多種控制模式，使新風機的控制更加靈活；對於室內照明的控制，提供了自動分時段控制模式，這兩種控制模式，提高了室內空調和照明的利用率，減少了不必要的能源損耗。本實用新型還具備遠程通信功能，可通過遠程平臺來實現空調和風機的狀態監控。
文檔編號H05B37/02GK202734143SQ20122031326
公開日2013年2月13日 申請日期2012年6月30日 優先權日2012年6月30日
發明者李鋼 申請人:李鋼