專利名稱：一種適用于機房工作環(huán)境的智能溫濕度監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于環(huán)境溫濕度監(jiān)控裝置，尤其涉及一種兼具溫濕度監(jiān)測與機房空調(diào)控制調(diào)整功能的機房工作環(huán)境智能綜合監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
近年來，由于設(shè)備工作異常、天氣、自然災害、火災等原因?qū)е聶C房環(huán)境溫濕度異常，造成人員和經(jīng)濟損失的事情時有發(fā)生。因此需要一種裝置對機房環(huán)境溫濕度進行監(jiān)測，并通過監(jiān)測的數(shù)據(jù)對所連接的空調(diào)設(shè)備進行控制。傳統(tǒng)的溫濕度監(jiān)測裝置僅具溫濕度監(jiān)測的功能，而無控制調(diào)整溫濕度的能力，需要發(fā)送告警消息到外部系統(tǒng)，由外部系統(tǒng)判斷后， 經(jīng)由另外的控制器對空調(diào)設(shè)備進行控制。顯然，這種溫濕度監(jiān)測裝置在可靠性和易用性方面都存在較大的問題，難以滿足機房的要求。

實用新型內(nèi)容針對上述不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種兼具溫濕度監(jiān)測與機房空調(diào)控制調(diào)整功能的適用于機房工作環(huán)境的智能溫濕度監(jiān)控裝置。本新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種適用于機房工作環(huán)境的智能溫濕度監(jiān)控裝置，包括，提供處理器工作電源的供電模塊，處理器，與處理器連接的溫濕度傳感器，所述處理器為STM32處理器；還具有，LED顯示器與STM32處理器連接；用作遙控空調(diào)的紅外發(fā)射電路三極管Q9集電極串接電阻R150后接工作電源正極，三極管Q9基極接于STM32處理器的PB6腳，三極管Q9發(fā)射極接于三個紅外發(fā)射管D7、D8和D9的正極，三個紅外發(fā)射管D7、D8和D9的負極接地；空調(diào)工作狀態(tài)反饋電路電阻R2與供空調(diào)電源線穿過的電流互感器CTl并聯(lián)，電流互感器CTl 一端順次串接電阻R3和電阻R14后接于運算放大器UlA的反相輸入端，電流互感器CTl另一端串接電阻R4后接地，電阻R15連接在運算放大器UlA的同相輸入端與地之間，電阻R28連接在運算放大器UlA的反相輸入端與輸出端之間，運算放大器UlA的4腳接地，運算放大器UlA的輸出端串接電阻R35后接于運算放大器UlB的同相輸入端，電阻R18連接在運算放大器UlB的反相輸入端和VCC之間，可變電阻R9連接在運算放大器UlB的反相輸入端與地之間，電阻R5和電阻R6串接在運算放大器UlB的反相輸入端與地之間；運算放大器UlB的輸出端串接電阻R33后接于三極管Q2基極，三極管Q2發(fā)射極接地，三極管Q2集電極串接繼電器J后接于VCC，繼電器J的常開觸頭K 一端接12V直流電源負極，常開觸頭K另一端接于光耦U14負輸入端，12V直流電源正極串接電阻R41后接于光耦U14正輸入端，光耦U14的一個輸出端接地，光耦U14的另一個輸出端接于STM32處理器的TOl腳；上述光耦U14的型號為TLT521。還具有，光耦工作指示電路電阻R45連接在12V直流電源正極與發(fā)光二極管D13正極之間，發(fā)光二極管D3負極接于光耦U14負輸入端。[0010]還具有用作接收空調(diào)遙控器信號的紅外接收電路由紅外接收芯片IRM2638組成，紅外接收芯片IRM2638的I腳接于STM32處理器的PAO腳。上述溫濕度傳感器為SHTll溫濕度傳感器，SHTll溫濕度傳感器的2腳和3腳通過I2C總線與STM32處理器連接。上述運算放大器U1A、UlB型號為TL082。為了使機房環(huán)境溫濕度智能監(jiān)控裝置兼具溫濕度監(jiān)測與控制調(diào)整功能。本新型采用的基本思路是設(shè)置中央處理模塊以及與中央處理模塊連接的溫度濕度獲取模塊、學習控制模塊。事先設(shè)定告警條件與對應的控制策略。當發(fā)生溫濕度越界的時候，可以主動控制與之連接的空調(diào)。具體包括中央處理模塊以及與所述中央處理模塊連接的溫度濕度獲取模塊、學習控制?！K；溫度濕度獲取模塊采集機房環(huán)境的溫濕度信息并將溫濕度信息發(fā)送到中央處理模塊；學習控制模塊對空調(diào)遙控器鍵碼進行學習并將該空調(diào)遙控器鍵碼發(fā)送至中央處理模塊；根據(jù)中央處理模塊發(fā)來的指令向空調(diào)發(fā)送控制信號，控制空調(diào)的各種工作狀態(tài)；中央處理模塊接收溫濕度獲取模塊采集的溫濕度信息、學習控制模塊發(fā)送的空調(diào)遙控器鍵碼數(shù)據(jù)；處理溫度濕度信息、空調(diào)遙控器鍵碼數(shù)據(jù)；發(fā)送對空調(diào)的控制信號至學習控制模塊。空調(diào)工作反饋模塊；空調(diào)工作反饋模塊與中央處理模塊連接，對溫度濕度調(diào)節(jié)裝置的運行情況進行檢測并將檢測到的信息反饋至中央處理模塊?？照{(diào)工作反饋模塊包括電流互感器，空調(diào)的電源線穿過上述電流互感器，電流互感器對空調(diào)電源線進行電流檢測，從而判斷空調(diào)的工作狀態(tài)?？照{(diào)工作反饋模塊包括比較電壓設(shè)定部件，比較電壓設(shè)定部件包含UlA放大器、UlB比較器以及一可變電阻，通過調(diào)節(jié)所述可變電阻可設(shè)定比較電壓門檻。學習控制模塊包括紅外接收模塊，紅外接收模塊用于對空調(diào)遙控器鍵碼進行學習；中央處理模塊內(nèi)部保存了常用空調(diào)的控制碼；當遇到特殊的空調(diào)，內(nèi)置的空調(diào)識別碼不起作用的時候，可以使用所述紅外接收模塊接收空調(diào)遙控器的發(fā)出的紅外鍵碼，并保存在中央處理模塊內(nèi)部的非易失性存儲器中，以便中央處理模塊將來進行調(diào)用。顯示模塊與中央處理模塊連接，接受中央處理模塊發(fā)送的工作狀態(tài)相關(guān)信息，根據(jù)接受的信息顯示當前的溫濕度值、溫濕度調(diào)節(jié)裝置的工作狀態(tài)。本新型的有益效果是本新型將對機房的溫濕度監(jiān)測與對機房的溫濕度設(shè)備(空調(diào))的有效控制結(jié)合起來，很好的解決了傳統(tǒng)的溫濕度監(jiān)測裝置只能監(jiān)測不能控制帶來的可靠性和易用性方面存在的問題，具有良好的可靠性和易用性，可很好的滿足機房的使用要求。

圖I是智能溫濕度監(jiān)控裝置簡圖。圖2是智能溫濕度監(jiān)控裝置結(jié)構(gòu)框圖。[0027]圖3是圖2所示處理器的接線圖。圖4是圖2所示環(huán)境溫濕度傳感器的電路圖。圖5是圖2所示紅外發(fā)射電路圖。圖6是圖2所示紅外接收電路圖。圖7是圖2所示空調(diào)工作狀態(tài)反饋電路圖。圖8是圖2所示LED顯示器電路圖。圖9是圖I所示供電模塊電路圖。
具體實施方式
為了便于對本新型的進一步理解，
以下結(jié)合附圖對本新型的具體實施方式
做詳細的說明。在圖I的智能溫濕度監(jiān)控裝置簡圖中，提供了機房環(huán)境溫濕度監(jiān)控裝置的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)的傳輸方向，下面結(jié)合圖2的實施例對機房環(huán)境溫度濕度監(jiān)控裝置的硬件系統(tǒng)工作過程進行說明。機房環(huán)境智能溫濕度監(jiān)控裝置包括供電模塊、溫濕度獲取模塊、學習控制模塊、設(shè)備工作反饋模塊、顯示模塊以及中央處理模塊。溫濕度獲取模塊、學習控制模塊、設(shè)備工作反饋模塊、顯示模塊均與中央處理模塊連接。供電模塊作為工作電源為整個裝置運行提供電力，在圖2中未繪出。溫濕度獲取模塊用于監(jiān)測當前機房環(huán)境的溫濕度，溫濕度獲取模塊與中央處理模塊連接，采集到環(huán)境的溫濕度信息后將溫濕度信息發(fā)送到中央處理模塊。在圖2的實施例中采用了溫濕度傳感器作為溫濕度獲取模塊。學習控制模塊與中央處理模塊連接，可對空調(diào)遙控器鍵碼進行學習并將該空調(diào)遙控器鍵碼發(fā)送至中央處理模塊保存；根據(jù)中央處理模塊發(fā)來的指令向空調(diào)發(fā)送控制信號，控制空調(diào)的各種工作狀態(tài)。在圖2中，學習控制模塊包括紅外接收電路、紅外發(fā)射電路。紅外接收電路用于對空調(diào)遙控器鍵碼進行學習。中央處理模塊(即STM32處理器)內(nèi)部保存了常用空調(diào)的控制碼，當遇到特殊的空調(diào)，內(nèi)置的空調(diào)識別碼不起作用的時候，可以使用該紅外接收電路接收空調(diào)遙控器的發(fā)出的紅外鍵碼，并保存在中央處理模塊內(nèi)部的非易失性存儲器中，以便中央處理模塊將來進行調(diào)用。紅外發(fā)射電路用于模擬空調(diào)遙控器，根據(jù)中央處理模塊發(fā)來的指令向空調(diào)發(fā)送控制信號，控制空調(diào)的各種工作狀態(tài)。顯示器與中央處理模塊連接，接受中央處理模塊發(fā)送的工作狀態(tài)相關(guān)信息，根據(jù)接收的信息顯示當前的溫濕度值、空調(diào)的工作狀態(tài)。在圖2的實施例中，顯示模塊包括LED顯示器和LED指示燈，用于顯示當前的溫濕度值以及裝置的工作狀態(tài)。空調(diào)工作反饋電路與中央處理模塊連接，檢測外部空調(diào)是否工作正常，將檢測結(jié)果反饋至中央處理模塊。如果不正常，則通過中央處理模塊發(fā)送告警消息。中央處理模塊與上述各個模塊連接，發(fā)送、接收、處理相關(guān)信息，控制上述各個模塊的工作。中央處理模塊實時讀取溫濕度獲取模塊的溫濕度參數(shù)。中央處理模塊內(nèi)部可設(shè)定并存放溫濕度告警的門限，以及相對應的聯(lián)動策略。在圖2中，中央處理模塊采用STM32處理器。當溫濕度超過了預先設(shè)定的門限值，中央處理模塊會根據(jù)內(nèi)部存放的聯(lián)動策略，同時通過紅外發(fā)射模塊控制空調(diào)的工作狀態(tài)。[0043]參見圖5、圖7，適用于機房工作環(huán)境的智能溫濕度監(jiān)控裝置，包括，提供處理器工作電源的供電模塊，與處理器連接的溫濕度傳感器，處理器為STM32處理器；LED顯示器與STM32處理器連接；用作遙控空調(diào)的紅外發(fā)射電路三極管Q9集電極串接電阻R150后接工作電源正極，三極管Q9基極接于STM32處理器的PB6腳，三極管Q9發(fā)射極接于三個紅外發(fā)射管D7、D8和D9的正極，三個紅外發(fā)射管D7、D8和D9的負極接地；空調(diào)工作狀態(tài)反饋電路電阻R2與用作空調(diào)的電源線穿過的電流互感器CTl并聯(lián)，電流互感器CTl 一端順次串接電 阻R3和電阻R14后接于運算放大器UlA的反相輸入端，電流互感器CTl另一端串接電阻R4后接地，電阻R15連接在運算放大器UlA的同相輸入端與地之間，電阻R28連接在運算放大器UlA的反相輸入端與輸出端之間，運算放大器UlA的4腳接地，運算放大器UlA的輸出端串接電阻R35后接于運算放大器UlB的同相輸入端，電阻R18連接在運算放大器UlB的反相輸入端和VCC之間，可變電阻R9連接在運算放大器UlB的反相輸入端與地之間，電阻R5和電阻R6串接在運算放大器UlB的反相輸入端與地之間；運算放大器UlB的輸出端串接電阻R33后接于三極管Q2基極，三極管Q2發(fā)射極接地，三極管Q2集電極串接繼電器J后接于VCC，繼電器J的常開觸頭K 一端接12V直流電源負極，常開觸頭K另一端接于光耦U14負輸入端，12V直流電源正極串接電阻R41后接于光耦U14正輸入端，光耦U14的一個輸出端接地，光耦U14的另一個輸出端接于STM32處理器的PDl腳；光耦U14的型號為TLT521。光耦工作指示電路電阻R45連接在12V直流電源正極與發(fā)光二極管D13正極之間，發(fā)光二極管D3負極接于光耦U14負輸入端。參見圖6，還具有用作接收空調(diào)遙控器信號的紅外接收電路由紅外接收芯片IRM2638組成，紅外接收芯片IRM2638的I腳接于STM32處理器的PAO腳。在圖2的實施例中，溫濕度傳感器由圖4中U4 (SHTll)溫度濕度傳感器構(gòu)成。STM32處理器通過I2C總線(圖3中的PB10、PB11)分別與圖4中的SHTll的2腳和3腳即SCL、SDA連接)控制SHTll進行環(huán)境溫度、濕度轉(zhuǎn)換，并獲取來自SHTll的轉(zhuǎn)換結(jié)果。經(jīng)過由STM32處理器內(nèi)部的計算程序計算出當前的相對環(huán)境溫度、濕度。STM32處理器分析溫度濕度數(shù)據(jù)后，根據(jù)溫度濕度數(shù)據(jù)發(fā)出相應的空調(diào)裝置的聯(lián)動控制指令?？照{(diào)控制通過使用圖3中STM32處理器的PB6向外發(fā)送空調(diào)控制指令圖5中(IR_T)，并通過三極管Q9控制D7、D9、D9三個紅外發(fā)射管發(fā)射遙控控制數(shù)據(jù)，利用紅外數(shù)據(jù)傳輸方式，模擬空調(diào)遙控工作的方式，對空調(diào)開啟、關(guān)閉、溫度、制冷、制熱等動作進行控制。同時具備自我學習記憶功能，可以對已經(jīng)設(shè)置好的控制參數(shù)進行記憶，在日后遇到類似情況時，也可以直接將空調(diào)調(diào)整到所記憶的工作方式，以節(jié)省處理時間?？照{(diào)控制碼學習通過圖3中STM32處理器的PAO連接到圖6中的U5 (IRM2638紅外接收芯片)第I腳(IR_R)讀取來自空調(diào)遙控器的控制碼數(shù)據(jù)，分析并存儲。空調(diào)工作反饋電路的實現(xiàn)原理為通過檢測空調(diào)是否有電流運行，對空調(diào)是否工作作出判斷。在圖7中，CTl為電流互感器(LCTA2DCC)，電流比例為5A :5mA ;空調(diào)的電源線相線(俗稱“火線”)穿過CTl電流互感器(LCTA2DCC)?？照{(diào)工作的時候，其電源線相線在所穿過的電流互感器(LCTA2DCC)次級產(chǎn)生等比例的電流，此電流經(jīng)過R2變換成一個電壓。Ur2 = I*R2。D2為雪崩二極管，用來限制UlA輸入電壓不會瞬態(tài)過高，損壞U1A。當空調(diào)運行的時候電流增大，在電流互感器(LCTA2DCC)的輸出端電流增加，產(chǎn)生在R2上面的電壓增力口，經(jīng)過UlA (I : 2直流放大器)放大后，輸入到由R18、R9、R5、R6以及UlB組成的比較器比較(比較器的比較電壓由R18、R9、R5、R6決定，R9為可變電阻，調(diào)節(jié)R9即可設(shè)置不同的比較電壓門檻)，若此時空調(diào)已經(jīng)工作，在UlB第5腳上的電壓高于6腳的比較基準電壓。此時UlB第7腳輸出高電平至三極管Q2，并使繼電器的常開觸頭K2閉合，使得IN3與12V直流電源負極連接，近一步控制U14(TLT521)的CHECK3狀態(tài)為低電平。UlA與UlB由一塊IC構(gòu)成，設(shè)計中采用TL082構(gòu)成。圖3中STM32處理器PDl與圖7中CHECK3連接，檢測電平狀態(tài)開判別空調(diào)的停止與運行狀態(tài)。此外，電流傳感可以用霍爾電流傳感器，但成本高，在交流測量的時候漂移大。UlA放大器和UlB比較器可以由專用的電流檢測芯片組成，此種方案需要使用CPU來計算電流，成本高，反饋速度慢。LED顯示器完成溫度濕度的顯示及整個設(shè)備的工作狀態(tài)顯示。在實施例中采用8段數(shù)碼管顯示，具有高亮可視距離高、角度大的特性。STM32處理器圖3中的PF11、PF12、PF13、PF14、PD0、PD1、PD2、PD3 分別與圖 8 中的 Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8 連接完成 LED顯示器的掃描信號，STM32處理器圖3中的PR)、PF1、PF2、PF3、PF4、PF5、PF6、PF7分別與圖9中的DS_a、DS_b、DS_c、DS_d、DSe、DS_f、DS_g、DS_dp連接完成LED顯示器的數(shù)據(jù)傳送信 號。供電模塊由圖9中的Jl輸入220V交流電源經(jīng)Ul、U2兩只AC/DC模塊后通過J2連接到J3為系統(tǒng)提供電源。Pl為中央處理模塊提供3. 3V電壓，P2為RS232、RS485提供隔離電壓。DlO指示出當前系統(tǒng)電源狀態(tài)，亮為上電，滅為未上電。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應該明白，上述的本新型的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本新型不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。當然，本新型還可有其他多種實施例，在不背離本新型精神及其實質(zhì)的情況下，即使對各個步驟的執(zhí)行順序進行了改變，都屬于本新型的保護范圍。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本新型做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本新型所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種適用于機房工作環(huán)境的智能溫濕度監(jiān)控裝置，包括，提供處理器工作電源的供電模塊，處理器，與處理器連接的溫濕度傳感器，其特征是， 所述處理器為STM32處理器；還具有， LED顯示器與STM32處理器連接； 用作遙控空調(diào)的紅外發(fā)射電路三極管Q9集電極串接電阻Rl50后接工作電源正極，三極管Q9基極接于STM32處理器的PB6腳，三極管Q9發(fā)射極接于三個紅外發(fā)射管D7、D8和D9的正極，三個紅外發(fā)射管D7、D8和D9的負極接地； 空調(diào)工作狀態(tài)反饋電路電阻R2與供空調(diào)電源線穿過的電流互感器CTl并聯(lián)，電流互感器CTl 一端順次串接電阻R3和電阻R14后接于運算放大器UlA的反相輸入端，電流互感器CTl另一端串接電阻R4后接地，電阻R15連接在運算放大器UlA的同相輸入端與地之間，電阻R28連接在運算放大器UlA的反相輸入端與輸出端之間，運算放大器UlA的4腳接地，運算放大器UlA的輸出端串接電阻R35后接于運算放大器UlB的同相輸入端，電阻R18連接在運算放大器UlB的反相輸入端和VCC之間，可變電阻R9連接在運算放大器UlB的反相輸入端與地之間，電阻R5和電阻R6串接在運算放大器UlB的反相輸入端與地之間；運算放大器UlB的輸出端串接電阻R33后接于三極管Q2基板，三極管Q2發(fā)射極接地，三極管Q2集電極串接繼電器J后接于VCC，繼電器J的常開觸頭K 一端接12V直流電源負扱，常開觸頭K另一端接于光耦U14負輸入端，12V直流電源正極串接電阻R41后接于光耦U14正輸入端，光耦U14的ー個輸出端接地，光耦U14的另ー個輸出端接于STM32處理器的PDl腳；上述光耦U14的型號為TLT521 ;所述運算放大器U1A、UlB型號為TL082。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種適用于機房工作環(huán)境的智能溫濕度監(jiān)控裝置，其特征是，還具有，光耦工作指示電路電阻R45連接在12V直流電源正極與發(fā)光二極管D13正極之間，發(fā)光二極管D3負極接于光耦U14負輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種適用于機房工作環(huán)境的智能溫濕度監(jiān)控裝置，其特征是，還具有用作接收空調(diào)遙控器信號的紅外接收電路由紅外接收芯片IRM2638組成，紅外接收芯片IRM2638的I腳接于STM32處理器的PAO腳。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種適用于機房工作環(huán)境的智能溫濕度監(jiān)控裝置，其特征是，所述溫濕度傳感器為SHTll溫濕度傳感器，SHTll溫濕度傳感器的2腳和3腳通過I2C總線與STM32處理器連接。
專利摘要一種適用于機房工作環(huán)境的智能溫濕度監(jiān)控裝置。LED顯示器、溫濕度傳感器、空調(diào)工作反饋電路以及紅外發(fā)射電路分別與STM32處理器連接?？照{(diào)工作反饋電路結(jié)構(gòu)為電流互感器采集空調(diào)電源線的電信號經(jīng)由運算放大器組成的放大器、比較器以及可變電阻后輸出高電平，并使繼電器的常開觸頭閉合，使光耦輸入端與12V直流電源導通，光耦輸出端將低電平信號送至處理器，從而判定空調(diào)的工作狀態(tài)。紅外發(fā)射電路主要由三個紅外發(fā)射管組成，來自微處理器的空調(diào)控制信號通過控制三個紅外發(fā)射管發(fā)射遙控數(shù)據(jù)以控制空調(diào)的運轉(zhuǎn)狀況。本實用新型具有較高的可靠性和良好的易用性，能很好滿足機房的使用要求。
文檔編號F24F11/02GK202648056SQ20122020792
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者李琪林, 張昀, 肖紅, 范榮全, 李成鑫 申請人:四川電力科學研究院