分戶式多埠中央空調計費器的製作方法
2023-05-21 09:29:01
專利名稱：分戶式多埠中央空調計費器的製作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及一種中央空調計費器，特別是涉及一種分戶式多埠中央空調計費器。
二背景技術：
隨著人們生活水平的日益提高，中央空調的個性化和提高中央空調舒適性的要求也越來越迫切，實施中央空調分戶按量計費更是迫在眉睫。本申請人有關中央空調計費器已有多項發明，例如中國專利中國專利ZL01251884.0，CN2495941Y《狀態時間型中央空調計費器》，是利用風機高、中、底、空檔的運行信息做為計費的依據；申請號為200410060478.X，公開號CN1587911A的《電力載波式溫控型中央空調計費器》，其信息傳送是利用電力線載波方式，實現集中抄表功能；ZL03245602.6，CN2620832Y的《中央空調計費器》，是至少含有一個微處理器，1～N個獨立計費單元，利用微處理器完成對數據的採集、運算和處理實現計費的，每個微處理器的一組狀態輸入埠擴展聯接四個微處理器，依次實現1～N個用戶的空調計費和監控；它們解決了空調在不同情況下計費問題，但是還存在著一定程度的缺陷，不能利用一個中央空調計費裝置實現多埠計量數據採集、傳輸和掉電存儲功能，電動調解閥變流量節能降耗功能，欠費禁用功能，計量數據保存功能，集中管理功能等。
三
發明內容
本實用新型是根據現有技術設計存在的問題，設計製造出的成本較低，具有分戶式多埠的中央空調計費器。
本實用新型採用的技術方案一種分戶式多埠中央空調計費器，含有主處理器及外圍電路，內置或外接存儲器或保護電路，顯示控制單元，通訊接口電路，主處理器CPU的I/O埠P0、P1、P2、P3的部分功能腳每三個為一組，分別聯接每一個獨立計費單元中央空調風機盤管高、中、低檔風機狀態輸出端，所述的主處理器聯接有至少一個付處理器CPU，每個付處理器CPU通過其串行通訊埠RXD和TXD與主處理器CPU設定的兩個I/O埠聯接，所述付處理器CPU的I/O埠P0、P1、P2、P3的部分功能腳每三個為一組，分別聯接一個獨立計費單元中央空調風機盤管高、中、低檔風機狀態信號輸出端，主處理器CPU的一個I/O埠聯接溫度傳感器的數字輸出端，或付處理器CPU的I/O埠聯接溫度傳感器的數字輸出端，溫度傳感器設在單元用戶的進水總管上，付處理器CPU設有內置存儲器或外接存儲晶片，電源電路為計費器各電路提供工作電源。
所述付CPU為N個，N為≥1的自然數；第1個付CPU設定的I/O埠P10～P17、INT1、INT0、T1、T2、P21～P26聯接一定數量的風機盤管高、中、低各檔位風機速度狀態識別電路，P00、P01聯接存儲晶片U3的6、5腳；第N個付CPU設定的I/O埠P10～P17、INT1、INT0、T1、T2、P21～P26聯接一定數量的風機盤管高、中、低各檔位風機速度狀態識別電路，P00、P01、P02、RD、RESET聯接復位、存儲晶片Un41的2、6、5、1、7腳。
電動閥門設在進水總管上，設定主處理器CPU的I/O埠的P12和P10分別聯接電動閥門檢測電路的檢測端和控制電路的輸入端，並由控制電路通過光偶和可控矽輸出端聯接電動閥門。
數字溫度傳感器的輸出端聯接主CPU的P01埠或付處理器CPU的P20埠；或熱敏電阻的輸出端聯接比較器的DISCHG端，同時通過比較電阻RT和電阻R2聯接比較器的THOLD端，比較器的輸出端OUT聯接主CPU的P01埠或付處理器CPU的P20埠。
所述風機速度狀態識別電路的H0、M0、L0埠分別聯接風機的高、中、低三個速度檔位，經電路轉換成數字量聯接主、付CPU的I/O部分埠。
所述通訊接口電路為顯示通訊接口電路、上行通訊接口電路和顯示控制單元的通訊接口電路，顯示通訊接口電路通過接口聯接顯示控制單元的通訊接口電路，上行通訊接口電路通過接口聯接上位機。
設定主CPU的兩個I/O埠P11和P17聯接付CPU的串口RXD和TXD，INT1聯接通訊接口的電路U31的DINT端，INT0埠聯接時鐘復位，T1、T0和WR埠聯接看門狗電路的U5的2、1和6腳，RD埠通過上行通訊電路中的放大電路U18聯接通訊模塊U4的RE和DE端，P00埠聯接顯示通訊接口電路U30的DOUT端，P01埠聯接時鐘晶片U7的7腳或數字溫度傳感器的輸出端，P02～P07、P22～P24埠聯接風機狀態識別電路，P20埠聯接付CPU的RD端，P21端聯接付CPU的復位，P27端聯接時鐘晶片U7的I/O埠。
所述通訊模塊U4的R、D端聯接主CPU串口，B、A端聯接由二極體D1～D4、電阻R3、R4、R5、防雷管VR1組成的保護電路，並在R5兩端聯接上行通訊接口J1；所述顯示通訊接口電路為兩個光偶電路U30和U31，其輸出COMM聯接顯示通訊接口CN1。
設定顯示控制單元CPU的I/O埠P10聯接看門狗晶片U15的6腳，P11、P12和P14分別聯接開關按鈕S1、S2和S3，INT1、RD、WR、P00～P07、P20～P25、ALE/P聯接讀卡接口JP1，T0、P17、P10、P16聯接LCD液晶顯示接口J10，P13、P15分別聯接顯示控制單元通訊接口電路U14的DOUT1端和U13的DINT1端，其COMM1埠聯接通訊接口J9，通訊接口J9與顯示通訊接口CN1聯接，實現計費控制顯示；INT0聯接紅外接口J8。
所述主、付CPU晶片、顯示控制單元CPU為AT89C52、AT89S52、P89C54BP和P89C58A，或為MC68HC11A8、MC68HC11E9、MC68HC16，或為PIC16C877A，或EM78P447，或MSP430F147和MSP430F435，E78C52D和E78E58B；看門狗晶片U5為X5045，U15為MAX813，或IMP 813；通訊模塊為MAX487；存儲晶片U3為AT24C04，或X5045，風機盤管狀態識別電路為半波整流電路和光電耦合電路，光電耦合器件為TLP521；比較器U11為NE555晶片，時鐘晶片為DS1302，供電電源為7805三端穩壓管。
本實用新型的積極有益效果1、每戶配製一隻多埠中央空調計費器，其預留有控制接口，用戶可根據自己的情況選擇安裝電動調解閥，該實用新型設有計量數據採集、傳輸和掉電存儲功能，具有電動調節閥變流量節能降耗功能。
電動調節閥變流量節能降耗當用戶第一颱風機盤管啟動時，入戶總電動閥門打開，當用戶所有風機盤管關閉時，入戶總電動閥門關閉，以每戶為一個單元實現中央空調系統的變流量節能控制，既解決了傳統風機盤管電動閥門過多和控制失敗問題，又達到變流量節能的目的。
欠費禁用功能每戶中央空調的入口處配製有電動閥門，直接通過管理中心電腦下達禁用關閉用戶中央空調入口處電動閥門，切斷用戶中央空調循環水；若沒有安裝電動閥門時，通過管理中心電腦下達禁用指令切斷用戶風機盤管電源實現遠程控制。
2、本實用新型內置付CPU、存儲模塊、顯示模塊、通訊模塊，從而計量信息永久保存現場顯示，上傳給集中抄表管理系統。設有上行通訊接口，與CJ-3000計費主機聯接，通過CJ-Wxp計費管理軟體和計費電腦(計費電腦設置在管理機房)，物業通過不同的登陸權限和登陸密碼進入計費管理軟體對整個系統進行管理，CJ-3000計費主機24小時檢測系統內所有表計的運行狀態，並根據定時間自動抄錄和存儲系統內部所有表計的計量數據，因此其具有使用方便、計費準確、計費數據清單信息保存時間長的特點。
該分戶式多埠中央空調計費器管理計費設計合理，安裝簡單，使用、維修方便，成本低廉，計量準確，實現「按需使用，按量收費」的客戶要求，具有極好的推廣應用價值。
四
圖1分戶式多埠中央空調計費器總框圖圖2分戶式多埠中央空調計費器邏輯圖圖3分戶式多埠中央空調計費器主機主CPU外部接線原理圖圖4分戶式多埠中央空調計費器主機付CPU外部接線原理圖圖5分戶式多埠中央空調計費器主機存儲、通訊、顯示接口接線原理圖圖6分戶式多埠中央空調計費器主機電源與時鐘接線原理圖圖7分戶式多埠中央空調計費器主機控制與檢測模塊接線原理圖圖8分戶式多埠中央空調計費器主機溫度採集原理圖圖9分戶式多埠中央空調計費器顯示控制單元原理圖圖10分戶式多埠中央空調計費器擴展付CPU單元接線原理圖五、具體實施例實施例1參見圖1、圖中主CPU的I/O埠聯接一個付CPU的串口，付CPU的I/O聯接多個數據輸入和存儲器，實現埠擴展，達到多埠計費的目的，主CPU與顯示控制單元聯接實現計費顯示，與上行通訊接口聯接實現遠程顯示控制計費。
參見圖3、4、5、6、7、8，主、付CPU晶片U1和U2均採用AT89C52，主CPU的I/O埠P11和P17聯接付CPU的串口，P12和P10分別聯接電動閥門的檢測電路U9的檢測端和控制電路U10的輸入端，P13和P14分別通過電阻R7和R6聯接LED接口CN3、LED2和LED1指示燈，INT1聯接顯示通訊接口電路U31的DINT端，INT0聯接時鐘復位，T1、T0和WR聯接看門狗電路的U5的2、1和6腳，RD聯接上行通訊接口電路的輸入端，即通過三極體Q3、電阻R21、R22、R8組成的放大電路U18聯接通訊模塊U4的RE和DE埠，P00聯接顯示通訊接口電路U30的DOUT埠，P01聯接時鐘晶片U7的7腳或數字溫度傳感器的輸出端，P02～P07、P22～P24聯接數據採集電路，P00～P07同時聯接上拉排阻PR1，P20聯接付CPU的RD端，P21聯接付CPU的復位，P27聯接時鐘晶片的I/O埠，X1和X2聯接晶振，EA/VP聯接電源VCC。
付CPU晶片U2的P10～P17、INT1、INT0、T1、T2、P20～P26聯接數據採集電路，其中P20聯接備用溫度採集電路，P00、P01聯接存儲晶片U3的6、5腳，EA/VP聯接電源VCC，X1和X2聯接晶振，WR聯接運行LED指示燈，TXD聯接指示燈，P00～P07同時聯接上拉排阻。
通訊模塊U4為MAX487，其R、D端聯接主CPU晶片U1的串口，B、A端聯接由二極體D1～D4、電阻R3、R4、R5、防雷管VR1組成的保護電路，並在R5兩端聯接上行通訊接口J1。顯示通訊接口電路由兩個光偶電路U30和U31，顯示通訊電路U30的DOUT聯接主CPU的P00埠，COMM聯接顯示板通訊接口CN1。
數據採集電路U8為風機速度狀態識別電路，即H0、M0、L0埠分別聯接風機的高、中、低三個速度檔位，經半波整流電路和光電耦合電路轉換成數字量聯接主、付CPU的I/O埠，共有9組。LED與R1組成風機電源是否接反檢測電路，保證所有風機所接市電相線一致；電動閥門開關狀態由檢測電路U9的CHECK1聯接主CPU的P12埠，主CPU輸出至控制電路U10，U10通過光電耦合和可控矽輸出端聯接電動閥門，從而控制電動閥門的開關。
數字溫度傳感器直接聯接主CPU的P01埠；或用熱電阻傳感器，熱電阻的輸出端聯接NE555比較器的DISCHG端，同時通過比較電阻RT和電阻R2聯接比較器的THOLD和端，比較器的輸出聯接主CPU的I/O埠，比較器的2、6腳短接，5、6腳各通過電容接地，復位與VCC短接。
以上電路的電源為12V和7805三端穩壓電路U6的輸出VCC，參見圖9，顯示控制單元CPU晶片U12採用AT89C52，其P10埠聯接MAX813看門狗晶片U15的6腳，P11、P12和P14分別聯接開關按鈕S1、S2和S3，INT1、RD、WR、P00～P07、P20～P25、ALE/P聯接讀卡接口JP1，T0、P17、P10、P16聯接LCD液晶顯示接口J10，其中P16還串聯電阻R13；P13、P15聯接由光偶U14和U13電路的DOUT1端和DINT1端，其輸出端COMM1聯接通訊接口J9，通訊接口J9與顯示板通訊接口CN1聯接，實現計費控制顯示；INT0聯接紅外一體化接收頭J8。EA/VP聯接電源VCC，X1、X1聯接晶振，P00～P07聯接上拉排阻PR3。
電源為12V、7805三端穩壓電路U16的輸出VCC。
在入戶總進水管上設置數字或熱敏電阻傳感器，每個入戶設九個風機盤管，通過導線與風機盤管的高、中、低和零接線端子並聯來識別風機盤管的運行狀態，主CPU對中央空調入戶總管上的電動閥門或戶內風機盤管總電源進行控制。計量原理是在有效果的空調情況時間內(可根據需要設定進水溫度)，通過計量戶所有中央空調風機盤管各檔位的空調使用時間，乘以對應的檔位換熱功率，計算出每一颱風機盤管的當量能量，將戶內所有風機盤管消耗的當量能量相加後，乘以單價，即可實現「按需使用，按量收費」。附加電動閥門控制埠、現場指示、遠傳集抄接口、現場IC卡等功能；實現欠費禁用遠傳關斷功能。
在控制入戶總電動閥門模式時，當戶內第一颱風機盤管運行時，自動打開入戶電動閥門，當戶內所有風機盤管停止運行時，即自動關閉入戶電動閥門，參見圖2，計費器是有效果計費原則，就是在用戶的中央空調能夠製冷和供熱並且正常使用情況下才計費。
實施例2參見圖1、2、3、5、6、7、8、9，電氣原理圖和工作原理與實施例1相同，不再重述，不同之處為主CPU的I/O埠不聯接付CPU單元，數據採集電路為三組，即有三個風機狀態識別電路，三個中央空調獨立計費單元，可控制三颱風機盤管。
實施例3參見圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，電氣原理圖和工作原理與實施例1相同，不再重述，不同之處為主CPU的I/O埠P11和P17同時聯接擴展付CPU晶片Un4的串口RXD和TXD，擴展付CPU的復位聯接自帶復位和存儲看門狗晶片Un41復位埠，RD埠聯接Un41的1腳，P00、P01、P02聯接晶片Un41的2、6、5腳，I/O埠的其它部分功能腳三個為一組分別聯接6組中央空調風機盤管高、中、低檔風機狀態信號輸出端，實現埠擴展，即多埠中央空調計費器可計量和控制15組風機盤管的狀態。擴展付CPU晶片Un4的X1和X2埠聯接晶振，P00～P07同時聯接上拉排阻PRn3，WR埠聯接運行指示燈，P20為備用溫度檢測端。擴展付CPU晶片Un4採用AT89C52，看門狗晶片為X5045。
依實施例3類推，主CPU的I/O埠還可以聯接3、4、5……多個擴展付CPU單元，實現計費單元的擴展，在此不再祥述。
權利要求1.一種分戶式多埠中央空調計費器，含有主處理器及外圍電路，內置或外接存儲器或保護電路，顯示控制單元，通訊接口電路，主處理器CPU的I/O埠P0、P1、P2、P3的部分功能腳每三個為一組，分別聯接每一個獨立計費單元中央空調風機盤管高、中、低檔風機狀態輸出端，其特徵是所述的主處理器聯接有至少一個付處理器CPU，每個付處理器CPU通過其串行通訊埠RXD和TXD與主處理器CPU設定的兩個I/O埠聯接，所述付處理器CPU的I/O埠P0、P1、P2、P3的部分功能腳每三個為一組，分別聯接一個獨立計費單元中央空調風機盤管高、中、低檔風機狀態信號輸出端，主處理器CPU的一個I/O埠聯接溫度傳感器的數字輸出端，或付處理器CPU的I/O埠聯接溫度傳感器的數字輸出端，溫度傳感器設在單元用戶的進水總管上，付處理器CPU設有內置存儲器或外接存儲晶片，電源電路為計費器各電路提供工作電源。
2.根據權利要求1所述的計費器，其特徵是所述付CPU為N個，N為≥1的自然數；第1個付CPU設定的I/O埠P10～P17、INT1、INT0、T1、T2、P21～P26聯接一定數量的風機盤管高、中、低各檔位風機速度狀態識別電路，P00、P01聯接存儲晶片U3的6、5腳；第N個付CPU設定的I/O埠P10～P17、INT1、INT0、T1、T2、P21～P26聯接一定數量的風機盤管高、中、低各檔位風機速度狀態識別電路，P00、P01、P02、RD、RESET聯接復位、存儲晶片Un41的2、6、5、1、7腳。
3.根據權利要求1所述的計費器，其特徵是電動閥門設在進水總管上，設定主處理器CPU的I/O埠的P12和P10分別聯接電動閥門檢測電路的檢測端和控制電路的輸入端，並由控制電路通過光偶和可控矽輸出端聯接電動閥門。
4.根據權利要求3所述的計費器，其特徵是數字溫度傳感器的輸出端聯接主CPU的P01埠或付處理器CPU的P20埠；或熱敏電阻的輸出端聯接比較器的DISCHG端，同時通過比較電阻RT和電阻R2聯接比較器的THOLD端，比較器的輸出端OUT聯接主CPU的P01埠或付處理器CPU的P20埠。
5.根據權利要求1所述的計費器，其特徵是所述風機速度狀態識別電路的H0、M0、L0埠分別聯接風機的高、中、低三個速度檔位，經電路轉換成數字量聯接主、付CPU的I/O部分埠。
6.根據權利要求1所述的計費器，其特徵是所述通訊接口電路為顯示通訊接口電路、上行通訊接口電路和顯示控制單元的通訊接口電路，顯示通訊接口電路通過接口聯接顯示控制單元的通訊接口電路，上行通訊接口電路通過接口聯接上位機。
7.根據權利要求1所述的計費器，其特徵是設定主CPU的兩個I/O埠P11和P17聯接付CPU的串口RXD和TXD，INT1聯接通訊接口的電路U31的DINT端，INT0埠聯接時鐘復位，T1、T0和WR埠聯接看門狗電路的U5的2、1和6腳，RD埠通過上行通訊電路中的放大電路U18聯接通訊模塊U4的RE和DE端，P00埠聯接顯示通訊接口電路U30的DOUT端，P01埠聯接時鐘晶片U7的7腳或數字溫度傳感器的輸出端，P02～P07、P22～P24埠聯接風機狀態識別電路，P20埠聯接付CPU的RD端，P21端聯接付CPU的復位，P27端聯接時鐘晶片U7的I/O埠。
8.根據權利要求7所述的計費器，其特徵是所述通訊模塊U4的R、D端聯接主CPU串口，B、A端聯接由二極體D1～D4、電阻R3、R4、R5、防雷管VR1組成的保護電路，並在R5兩端聯接上行通訊接口J1；所述顯示通訊接口電路為兩個光偶電路U30和U31，其輸出COMM聯接顯示通訊接口CN1。
9.根據權利要求1所述的計費器，其特徵是設定顯示控制單元CPU的I/O埠P10聯接看門狗晶片U15的6腳，P11、P12和P14分別聯接開關按鈕S1、S2和S3，INT1、RD、WR、P00～P07、P20～P25、ALE/P聯接讀卡接口JP1，T0、P17、P10、P16聯接LCD液晶顯示接口J10，P13、P15分別聯接顯示控制單元通訊接口電路U14的DOUT1端和U13的DINT1端，其COMM1埠聯接通訊接口J9，通訊接口J9與顯示通訊接口CN1聯接，實現計費控制顯示；INT0聯接紅外接口J8。
10.根據權利要求1～9任一權利要求所述的計費器，其特徵是所述主、付CPU晶片、顯示控制單元CPU為AT89C52、AT89S52、P89C54BP和P89C58A，或為MC68HC11A8、MC68HC11E9、MC68HC16，或為PIC16C877A，或EM78P447，或MSP430F 147和MSP430F435，E78C52D和E78E58B；看門狗晶片U5為X5045，U15為MAX813，或IMP813；通訊模塊為MAX487；存儲晶片U3為AT24C04，或X5045，風機盤管狀態識別電路為半波整流電路和光電耦合電路，光電耦合器件為TLP521；比較器U11為NE555晶片，時鐘晶片為DS1302，供電電源為7805三端穩壓管。
專利摘要本實用新型涉及一種中央空調計費器，特別是涉及一種分戶式多埠中央空調計費器。含有主處理器及外圍電路，內置或外接存儲器或保護電路，所述的主處理器聯接有至少一個副CPU，每個副處理器CPU通過其串行通訊埠RXD和TXD與主處理器CPU設定的兩個I/O埠聯接，所述副處理器CPU的I/O埠分別聯接中央空調風機盤管高、中、低檔風機狀態信號輸出端，主CPU的I/O埠聯接溫度傳感器的數字輸出端，溫度傳感器設在單元用戶的進水總管上，副CPU設有內置存儲器或外接存儲晶片，電源電路為計費器各電路提供工作電源。該計費器設計合理，安裝簡單，成本低廉，計量準確，具有極好的推廣應用價值。
文檔編號F24F11/02GK2890846SQ20062003017
公開日2007年4月18日 申請日期2006年3月16日 優先權日2006年3月16日
發明者楊東, 陳傳偉 申請人:鄭州春泉暖通節能設備有限公司