智能節(jié)能溫控器及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于中央空調(diào)末端能效提升技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種監(jiān)測(cè)控制建筑環(huán)境舒適穩(wěn)定的裝置，具體涉及一種智能節(jié)能溫控器及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]溫控器是一種適用于中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)備，用來監(jiān)測(cè)、設(shè)定室內(nèi)溫度，自動(dòng)開啟和關(guān)閉各種空調(diào)設(shè)備，使之達(dá)到舒適的狀態(tài)。其工作原理是通過溫度傳感器對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，比較當(dāng)前室內(nèi)溫度及設(shè)定溫度大小，當(dāng)室溫高于(夏季)或低于(冬季)設(shè)定值時(shí)控制電路啟動(dòng)，否則關(guān)閉。溫控器面板的顯示包括室溫值、設(shè)定值、風(fēng)機(jī)檔位、制冷/制熱模式狀態(tài)，面板上可手動(dòng)設(shè)定風(fēng)機(jī)檔位(高/中/低)及室溫的設(shè)定值。
[0003]現(xiàn)有溫控器除了可以手動(dòng)設(shè)定風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，還可設(shè)定自動(dòng)工作模式。在自動(dòng)工作模式下，溫控器可自主控制風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)的檔位及運(yùn)行時(shí)間，以維持室溫穩(wěn)定在設(shè)定值附近?，F(xiàn)有溫控器具有操作簡(jiǎn)便、調(diào)節(jié)快速等優(yōu)點(diǎn)，但也存在操作過分依靠面板、智能化程度低等不足，為此國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究。溫控器的自動(dòng)工作模式及手動(dòng)設(shè)定狀態(tài)的切換需在面板上操作。不支持Modbus RS-485或其他通訊協(xié)議，因此無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，這增加了對(duì)溫控器的操作頻率，使其安裝位置及壽命受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有溫控器存在的問題，本發(fā)明根據(jù)其工作原理，通過優(yōu)化改進(jìn)，提出智能節(jié)能溫控器。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]—種智能節(jié)能溫控器，包括電源、外部看門狗電路、微處理器、觸摸屏、液晶屏、繼電器、FLASH儲(chǔ)存器、溫度傳感器及串口轉(zhuǎn)485接口芯片;微處理器通過1 口連接外部看門狗電路，用于防止系統(tǒng)死機(jī);微處理器通過SPI接口對(duì)Flash儲(chǔ)存器進(jìn)行讀寫操作，通過I2C接口從觸摸屏讀取觸摸數(shù)據(jù)，同時(shí)通過1 口控制液晶屏實(shí)現(xiàn)顯示;溫度傳感器通過信號(hào)處理電路再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字量供微處理器進(jìn)行讀取;微處理器通過1 口控制三極管的通斷進(jìn)而控制繼電器的開關(guān)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)智能節(jié)能溫控器的狀態(tài)切換；串口轉(zhuǎn)485芯片將微處理器發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為485電平，同時(shí)將來自總線的485電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL電平傳送至微處理器。
[0007]智能節(jié)能溫控器含8個(gè)接線端子，分別為零線、火線、高、中、低、V、A和B端子，其中零線端子及火線端子連接電源用于設(shè)備供電，高、中、低端子連接風(fēng)機(jī)檔位，V端子及火線端子連接閥門開關(guān)，A端子和B端子通過485總線連接遠(yuǎn)端可編程控制器，接收或發(fā)送數(shù)據(jù)指令。
[0008]基于以上硬件構(gòu)成，該智能節(jié)能溫控器設(shè)定了四種工作模式:
[0009]無人模式:智能節(jié)能溫控器處于休眠狀態(tài)，液晶屏顯示室內(nèi)溫度測(cè)量值。同時(shí)，風(fēng)機(jī)停機(jī)、水閥關(guān)閉，運(yùn)行工況(制冷/制熱)按照關(guān)機(jī)前狀態(tài)執(zhí)行。遠(yuǎn)端可編程控制器只需要通過Modbus RS-485通訊協(xié)議讀取室內(nèi)溫度測(cè)量值；
[0010]有人模式:智能節(jié)能溫控器處于正常工作狀態(tài)，液晶屏上所有圖標(biāo)正常顯示。風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)處于“高”、“中”或“低”檔位時(shí)水閥開啟；當(dāng)風(fēng)機(jī)檔位為“零”時(shí)，水閥關(guān)閉。智能節(jié)能溫控器可監(jiān)測(cè)房間溫度，通過觸摸屏可手動(dòng)設(shè)定房間溫度及調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)檔位等，遠(yuǎn)端可編程控制器與智能節(jié)能溫控器通過Modbus RS-485通訊協(xié)議交互數(shù)據(jù)信息。
[0011]關(guān)于對(duì)風(fēng)機(jī)檔位控制的不同形式，該工作模式下分為以下兩種情況:
[0012]自動(dòng)模式:風(fēng)機(jī)檔位和水閥開關(guān)均由遠(yuǎn)端可編程控制器通過ModbusRS-485通訊協(xié)議進(jìn)行控制，觸摸屏“AUT0”圖標(biāo)顯示；
[0013]手動(dòng)模式:風(fēng)機(jī)檔位通過觸摸屏手動(dòng)輸入控制，水閥開關(guān)由遠(yuǎn)端可編程控制器通過Modbus RS-485通訊協(xié)議進(jìn)行控制，觸摸屏上“AUT0”圖標(biāo)不顯示。
[0014]該智能節(jié)能溫控器使用方法如下:
[0015]智能節(jié)能溫控器上電復(fù)位，設(shè)備進(jìn)入無人模式。此時(shí)，打開電源進(jìn)入手動(dòng)模式，遠(yuǎn)端可編程控制器與智能節(jié)能溫控器通過Modbus RS-485通訊協(xié)議交互數(shù)據(jù)信息，風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)處于“高”檔，水閥開啟；該設(shè)備可判斷在一定時(shí)間內(nèi)是否手動(dòng)改變了風(fēng)機(jī)檔位，若風(fēng)機(jī)檔位改變，則風(fēng)機(jī)按照溫控制面板上手動(dòng)設(shè)定值運(yùn)行;若沒有，智能節(jié)能溫控器進(jìn)入自動(dòng)模式，風(fēng)機(jī)檔位及閥門開度按遠(yuǎn)端可編程控制器中的程序輸出值運(yùn)行。在有人模式時(shí)關(guān)閉電源，智能節(jié)能溫控器進(jìn)入無人模式。如此循環(huán)往復(fù)。
[0016]本發(fā)明的有益效果:該發(fā)明應(yīng)用Modbus RS-485通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)可編程控制器與溫控器之間的數(shù)據(jù)交互，通過不同工作模式的設(shè)定及切換，實(shí)現(xiàn)不同情況下空調(diào)系統(tǒng)的控制及數(shù)據(jù)采集需求;手動(dòng)狀態(tài)與自動(dòng)模式的自主切換，使得溫控器更加智能化，同時(shí)減少對(duì)溫控器的手動(dòng)操作頻率，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。
【附圖說明】
[0017]圖1是智能節(jié)能溫控器的硬件系統(tǒng)圖。
[0018]圖2是智能節(jié)能溫控器工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進(jìn)一步說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0020]智能節(jié)能溫控器包括220VAC電源、32位微處理器、電容觸摸屏、24VDC繼電器、SPIFLASH儲(chǔ)存器、NTC熱敏溫度傳感器及基于ADM2483的串口轉(zhuǎn)485接口芯片。智能節(jié)能溫控器上電復(fù)位，設(shè)備進(jìn)入無人模式，觸摸屏顯示室溫28°C，通過Modbus RS-485通訊協(xié)議將室溫值上傳至遠(yuǎn)端可編程控制器。此時(shí)，打開電源，智能節(jié)能溫控器進(jìn)入手動(dòng)模式，水閥開啟，風(fēng)機(jī)檔位設(shè)定為“高”檔，模式“制冷”，通過點(diǎn)擊觸摸屏上“▲”或“▼”將溫度設(shè)定值調(diào)整至26°C，上述各值通過Modbus RS-485通訊協(xié)議上傳至遠(yuǎn)端可編程控制器;在遠(yuǎn)端可編程控制器中設(shè)定判斷周期為15分鐘，從開機(jī)起倒計(jì)時(shí)，若風(fēng)機(jī)檔位在第10分鐘(15分鐘內(nèi))變?yōu)椤爸小睓n，可判定為用戶根據(jù)自身對(duì)房間舒適度的要求設(shè)定該檔位，因此風(fēng)機(jī)檔位切換至“中”檔；若15分鐘內(nèi)風(fēng)機(jī)檔位一直保持在“高”檔，智能節(jié)能溫控器進(jìn)入自動(dòng)模式，風(fēng)機(jī)檔位及閥門開關(guān)狀態(tài)按遠(yuǎn)端可編程控制器中的程序輸出值運(yùn)行;在手動(dòng)模式或自動(dòng)模式時(shí)關(guān)閉電源，智能節(jié)能溫控器進(jìn)入無人模式。如此循環(huán)往復(fù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能節(jié)能溫控器，其特征在于，該智能節(jié)能溫控器包括電源、外部看門狗電路、微處理器、觸摸屏、液晶屏、繼電器、FLASH儲(chǔ)存器、溫度傳感器及串口轉(zhuǎn)485接口芯片;微處理器通過1口連接外部看門狗電路，用于防止系統(tǒng)死機(jī);微處理器通過SPI接口對(duì)Flash儲(chǔ)存器進(jìn)行讀寫操作，通過I2C接口從觸摸屏讀取觸摸數(shù)據(jù)，同時(shí)通過1 口控制液晶屏實(shí)現(xiàn)顯示;溫度傳感器通過信號(hào)處理電路，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字量供微處理器進(jìn)行讀取；微處理器通過1 口控制三極管的通斷進(jìn)而控制繼電器的開關(guān)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)智能節(jié)能溫控器的狀態(tài)切換；串口轉(zhuǎn)485芯片將微處理器發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為485電平，同時(shí)將來自總線的485電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL電平傳送至微處理器； 智能節(jié)能溫控器含8個(gè)接線端子，分別為零線、火線、高、中、低、V、A和B端子，其中零線端子和火線端子連接電源用于設(shè)備供電，高、中、低端子連接風(fēng)機(jī)檔位，V端子及火端子連接閥門開關(guān)，A端子和B端子通過485總線連接遠(yuǎn)端可編程控制器，接收或發(fā)送數(shù)據(jù)指令。2.一種權(quán)利要求1所述的智能節(jié)能溫控器的使用方法，其特征在于，該智能節(jié)能溫控器設(shè)定了四種工作模式: 無人模式:智能節(jié)能溫控器處于休眠狀態(tài)，液晶屏顯示室內(nèi)溫度測(cè)量值；同時(shí)，風(fēng)機(jī)停機(jī)、水閥關(guān)閉，運(yùn)行工況按照關(guān)機(jī)前狀態(tài)執(zhí)行;遠(yuǎn)端可編程控制器通過Modbus RS-485通訊協(xié)議讀取室內(nèi)溫度測(cè)量值； 有人模式:智能節(jié)能溫控器處于正常工作狀態(tài)，液晶屏上所有圖標(biāo)正常顯示;風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)處于“高”、“中”或“低”檔位時(shí)水閥開啟；當(dāng)風(fēng)機(jī)檔位為“零”時(shí)，水閥關(guān)閉；智能節(jié)能溫控器監(jiān)測(cè)房間溫度，通過觸摸屏手動(dòng)設(shè)定房間溫度及調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)檔位，遠(yuǎn)端可編程控制器與智能節(jié)能溫控器通過Modbus RS-485通訊協(xié)議交互數(shù)據(jù)信息； 關(guān)于對(duì)風(fēng)機(jī)檔位控制的不同形式，該工作模式下分為以下兩種情況: 自動(dòng)模式:風(fēng)機(jī)檔位和水閥開關(guān)均由遠(yuǎn)端可編程控制器通過Modbus RS-485通訊協(xié)議進(jìn)行控制，觸摸屏“AUT0”圖標(biāo)顯示； 手動(dòng)模式:風(fēng)機(jī)檔位通過觸摸屏手動(dòng)輸入控制，水閥開關(guān)由遠(yuǎn)端可編程控制器通過Modbus RS-485通訊協(xié)議進(jìn)行控制，觸摸屏上“AUT0”圖標(biāo)不顯示； 步驟如下: 智能節(jié)能溫控器上電復(fù)位，進(jìn)入無人模式，此時(shí)，打開電源進(jìn)入手動(dòng)模式，遠(yuǎn)端可編程控制器與智能節(jié)能溫控器通過Modbus RS-485通訊協(xié)議交互數(shù)據(jù)信息，風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)處于“高”檔，水閥開啟；智能節(jié)能溫控器判斷是否手動(dòng)改變了風(fēng)機(jī)檔位，若風(fēng)機(jī)檔位改變，則風(fēng)機(jī)按照溫控制面板上手動(dòng)設(shè)定值運(yùn)行;若沒有風(fēng)機(jī)檔位改變，智能節(jié)能溫控器進(jìn)入自動(dòng)模式，風(fēng)機(jī)檔位及閥門開度按遠(yuǎn)端可編程控制器中的程序輸出值運(yùn)行;在有人模式時(shí)關(guān)閉電源，智能節(jié)能溫控器進(jìn)入無人模式，如此循環(huán)往復(fù)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于中央空調(diào)末端能效提升技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種智能節(jié)能溫控器及其使用方法。微處理器通過IO口連接外部看門狗電路，通過SPI接口對(duì)Flash儲(chǔ)存器進(jìn)行讀寫操作，通過I2C接口從觸摸屏讀取觸摸數(shù)據(jù)，同時(shí)通過IO口控制液晶屏實(shí)現(xiàn)顯示；溫度傳感器通過信號(hào)處理電路再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字量供微處理器進(jìn)行讀??；微處理器通過IO口控制三極管的通斷進(jìn)而控制繼電器的開關(guān)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)智能節(jié)能溫控器的狀態(tài)切換；應(yīng)用Modbus？RS‐485通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)可編程控制器與溫控器之間的數(shù)據(jù)交互，通過不同工作模式的設(shè)定及切換，實(shí)現(xiàn)不同情況下空調(diào)系統(tǒng)的控制及數(shù)據(jù)采集需求。
【IPC分類】F24F11/00
【公開號(hào)】CN105571051
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510939150
【發(fā)明人】張吉禮, 趙天怡, 陳婷婷, 歷秀明
【申請(qǐng)人】大連理工大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日