專利名稱：太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及空調(diào)機組控制技術(shù)，特別涉及一種太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，在太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)中，對空調(diào)機組的控制一般都是采用單片機寫入程 序進行控制，這就使得控制器功能較為單一，對空調(diào)系統(tǒng)的控制點少、參數(shù)也比較簡單，所 以很難準確地對所需的溫度和濕度進行調(diào)節(jié)。另外，目前的太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)中很少使 用嵌入式操作系統(tǒng)，也無組合擴展功能，例如在制熱與制冷的模式下自動加濕、制熱模式下 自動除濕或制冷模式下深度除濕等的控制，常用的太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)都很難實現(xiàn)。這就 造成了太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用的局限性，尤其是在氣候相差較遠的地區(qū)，若采用同樣的 太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)，則空調(diào)系統(tǒng)的溫度和濕度調(diào)節(jié)的準確度相當?shù)汀?br>
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對溫度、濕度、開關(guān)量 等的控制精度較高、應(yīng)用范圍也較廣的太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置。 本實用新型的技術(shù)方案為一種太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置，包括控制單元和 分別與控制單元相連接的輸入單元、輸出單元、通信單元；所述控制單元包括主控制處理 器和分別與主控制處理器相連接的存儲器、人機交互界面，輸入單元與主控制處理器的輸 入端連接，輸出單元與主控制處理器的輸出端連接，主控制處理器通過通信單元外接外部 通信設(shè)備，控制單元通過總線與輸入單元及輸出單元內(nèi)的各模塊進行通信并控制各模塊工 作。 所述主控制處理器為帶有控制內(nèi)核的可編程邏輯器件，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集 模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊，主控制處理器內(nèi)還分別設(shè)有與數(shù)據(jù)處理模塊相連接 的通信處理模塊、控制顯示模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊與存儲器連接，并通過消息 進行通信或數(shù)據(jù)交換；所述控制內(nèi)核內(nèi)部構(gòu)建有一多任務(wù)操作系統(tǒng)，多任務(wù)操作系統(tǒng)中創(chuàng) 建有多個與輸入單元各模塊對應(yīng)的獨立進程，各進程通過主控制處理器內(nèi)的各模塊完成對 數(shù)據(jù)的采集、處理、輸出、存儲、通信和顯示。 所述輸入單元包括溫度測量模塊、濕度測量模塊、開關(guān)量測量模塊和脈沖計數(shù)模 塊，輸入單元的各模塊分別通過SOPC接口與總線相連；所述溫度測量模塊、濕度測量模塊 和脈沖技術(shù)模塊對應(yīng)的SOPC接口處還設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器。 所述溫度測量模塊采用熱電偶或熱敏電阻；所述濕度測量模塊采用變送器，變送 器的信號為4 20mA。 所述輸出單元包括模擬量控制模塊和開關(guān)量控制模塊，輸出單元的各模塊分別通
過SOPC接口與總線相連；所述模擬量控制模塊的SOPC接口處還設(shè)有D/A轉(zhuǎn)換器。 所述通信單元為支持RS-485總線協(xié)議、TCP/IP協(xié)議或USB2. 0協(xié)議的通信接口元件。 所述主控制處理器的控制內(nèi)核內(nèi)設(shè)有一硬件加速器。 本實用新型的太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置工作時，其主控制處理器的工作原理
為數(shù)據(jù)采集模塊采集來自輸入單元各模塊的溫度信號、濕度信號或開關(guān)量信號(當脈沖
計數(shù)模塊啟動時，也采集脈沖計數(shù)初始量)，然后將數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處
理模塊分析處理后通過數(shù)據(jù)存儲模塊送至存儲器存儲(此過程若各組數(shù)據(jù)需要交換信息，
則通過存儲器利用消息進行通信交換，交換后的數(shù)據(jù)重新送回數(shù)據(jù)處理模塊)，各組數(shù)據(jù)分
析處理完成后，數(shù)據(jù)處理模塊將已確定的溫度調(diào)節(jié)信號、濕度調(diào)節(jié)信號和開關(guān)量調(diào)節(jié)信號
(脈沖計數(shù)調(diào)節(jié)信號)對應(yīng)轉(zhuǎn)換成模擬量控制信號或開關(guān)量控制信號，然后通過數(shù)據(jù)輸出
模塊送至輸出單元對應(yīng)的模塊，同時，數(shù)據(jù)處理模塊還將各數(shù)據(jù)通過輸出顯示模塊輸送至
人機交互界面。另外，在空調(diào)系統(tǒng)中，也可以通過人機交互界面輸入所需要調(diào)節(jié)的參數(shù)，然
后通過主控制處理器對各數(shù)據(jù)進行處理分析后輸送至輸出單元并顯示，此過程在人機交互
界面輸入的數(shù)據(jù)作為輸入單元的信號處理。
本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果 本實用新型的控制裝置中控制點較多，各控制點的參數(shù)之間相互性較強，因此可 以大大提高對溫度、濕度、開關(guān)量等參數(shù)的控制精度；同時，本實用新型設(shè)有人機交互界面 并采用嵌入式操作，更有利于對空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控，也可以隨時對系統(tǒng)各參數(shù)進行調(diào)節(jié)。 本實用新型的控制裝置不僅可以實現(xiàn)制冷、制熱或加濕等工作方式，也可以實現(xiàn) 在制熱與制冷模式下自動加濕、在制熱模式下自動除濕或制冷模式下深度除濕的工作方 式，適用于各種不同氣候條件，應(yīng)用范圍較廣。

圖1為本實用新型的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實用新型中主控制處理器的控制內(nèi)核內(nèi)部多任務(wù)操作系統(tǒng)的示意圖。 圖3為本實用新型中主控制處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本實用新型中輸入單元、輸出單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為本實用新型應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)時的空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實
施方式不限于此。 實施例 本實用新型一種太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括控制單 元和分別與控制單元相連接的輸入單元、輸出單元、通信單元；控制單元包括主控制處理 器和分別與主控制處理器相連接的存儲器、人機交互界面，輸入單元與主控制處理器的輸 入端連接，輸出單元與主控制處理器的輸出端連接，主控制處理器通過通信單元外接外部 通信設(shè)備，控制單元通過總線與輸入單元及輸出單元內(nèi)的各模塊進行通信并控制各模塊工 作。 主控制處理器為帶有控制內(nèi)核的可編程邏輯器件，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊，主控制處理器內(nèi)還分別設(shè)有與數(shù)據(jù)處理模塊相連接的通信處理模塊、控制顯示模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊與存儲器連接，并通過消息進行通信或數(shù)據(jù)交換；控制內(nèi)核內(nèi)部構(gòu)建有一多任務(wù)操作系統(tǒng)，多任務(wù)操作系統(tǒng)中創(chuàng)建有多個與輸入單元各模塊對應(yīng)的獨立進程，各進程通過主控制處理器內(nèi)的各模塊完成對數(shù)據(jù)的采集、處理、輸出、存儲、通信和顯示；其中，多任務(wù)操作系統(tǒng)如圖2所示，各個獨立進程均是通過用戶程序中的輸入單元輸入空調(diào)系統(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)，然后通過FPGA實現(xiàn)的關(guān)鍵函數(shù)對各數(shù)據(jù)進行分析處理(該過程由硬件驅(qū)動模塊驅(qū)動多任務(wù)操作系統(tǒng)，由硬件加速器會產(chǎn)生一加速函數(shù)加快對數(shù)據(jù)的分析處理速度)，最后對各數(shù)據(jù)的分析處理結(jié)果從用戶程序的輸出單元輸出，同時將數(shù)據(jù)生成圖形界面并由人機交互的顯示屏顯示；此過程中，若通信單元外接其它通信設(shè)備，則在數(shù)據(jù)輸入輸出的同時也通過通信單元與外部通信設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換，若需要更改各輸入單元的檢測數(shù)據(jù)，則可通過人機交互的觸摸屏或鍵盤進行數(shù)據(jù)更改。 如圖4所示，輸入單元包括溫度測量模塊、濕度測量模塊、開關(guān)量測量模塊和脈沖計數(shù)模塊，輸入單元的各模塊分別通過S0PC接口與總線相連；其中溫度測量模塊、濕度測量模塊和脈沖技術(shù)模塊對應(yīng)的S0PC接口處還設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器。 溫度測量模塊采用熱電偶或熱敏電阻；所述濕度測量模塊采用變送器，變送器的信號為4 20mA。 如圖4所示，輸出單元包括模擬量控制模塊和開關(guān)量控制模塊，輸出單元的各模塊分別通過SOPC接口與總線相連；其中模擬量控制模塊的SOPC接口處還設(shè)有D/A轉(zhuǎn)換器。[0027] 本實施例的通信單元為支持RS-485總線協(xié)議、TCP/IP協(xié)議或USB2. 0協(xié)議的通信接口元件；使用smsc公司的10/100m以太網(wǎng)接口控制芯片lan9cl11，嵌入式設(shè)備通過lan9clll就可以接入以太網(wǎng)，與網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)通信。 主控制處理器為FPGA (Field-Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)，本實施例采用Altera公司的32位軟核處理器Nios⑧II，Nios II嵌入式處理器是一個用戶可配置的通用RISC嵌入式處理器，是一款non-匪U的處理器。 主控制處理器的控制內(nèi)核還帶有能提高硬件反應(yīng)速度的硬件加速器，Altera公司的Ni0S⑧n C語言送至硬件加速(C2H)編譯器，將對時間要求較高的ANSI C函數(shù)轉(zhuǎn)換為FPGA模塊中的硬件加速器，將用軟件實現(xiàn)的功能用硬件來實現(xiàn)，大大加快了關(guān)鍵函數(shù)的執(zhí)行速度，提升了軟件性能。 另外，本實施例的人機交互界面采用640X480點陣的24位彩色TFT液晶屏，其系統(tǒng)采用P Cli皿x系統(tǒng)，它是Li皿x針對non-匪U的處理器的衍生版，系統(tǒng)除了具有與通用儀器類似的鍵盤控制外，還增加了觸摸屏控制方式，這使得用戶操作更方便、更直觀。[0031] 本實施例的存儲器采用FLASH芯片或SDRAM芯片。 本實用新型的太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置工作時，其主控制處理器的工作原理為數(shù)據(jù)采集模塊采集來自輸入單元各模塊的溫度信號、濕度信號或開關(guān)量信號(當脈沖計數(shù)模塊啟動時，也采集脈沖計數(shù)初始量)，然后將數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊分析處理后通過數(shù)據(jù)存儲模塊送至存儲器存儲(此過程若各組數(shù)據(jù)需要交換信息，則通過存儲器利用消息進行通信交換，交換后的數(shù)據(jù)重新送回數(shù)據(jù)處理模塊)，各組數(shù)據(jù)分析處理完成后，數(shù)據(jù)處理模塊將已確定的溫度調(diào)節(jié)信號、濕度調(diào)節(jié)信號和開關(guān)量調(diào)節(jié)信號
5(脈沖計數(shù)調(diào)節(jié)信號)對應(yīng)轉(zhuǎn)換成模擬量控制信號或開關(guān)量控制信號，然后通過數(shù)據(jù)輸出模塊送至輸出單元對應(yīng)的模塊，同時，數(shù)據(jù)處理模塊還將各數(shù)據(jù)通過輸出顯示模塊輸送至人機交互界面。另外，在空調(diào)系統(tǒng)中，也可以通過人機交互界面輸入所需要調(diào)節(jié)的參數(shù)，然后通過主控制處理器對各數(shù)據(jù)進行處理分析后輸送至輸出單元并顯示，此過程在人機交互界面輸入的數(shù)據(jù)作為輸入單元的信號處理。 本實施例的控制裝置安裝于空調(diào)系統(tǒng)中時，其空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖5所示，其中Tl 、 T2、 T3、 T4、 T5、 T6和T7分別表示溫度測量模塊所測量的溫度參數(shù)，Hl 、 H2、 H3、 H4、 H5和H6分別表示濕度測量模塊所測量的濕度參數(shù)，P1和P2分別表示模擬控制模塊輸出的參數(shù)，Ml、 M2、 M3、 M4和M5分別表示開關(guān)量控制模塊輸出的參數(shù)。 如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型，上述實施例僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍；即凡依本實用新型內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本實用新型權(quán)利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，包括控制單元和分別與控制單元相連接的輸入單元、輸出單元、通信單元；所述控制單元包括主控制處理器和分別與主控制處理器相連接的存儲器、人機交互界面，輸入單元與主控制處理器的輸入端連接，輸出單元與主控制處理器的輸出端連接，主控制處理器通過通信單元外接外部通信設(shè)備，控制單元通過總線與輸入單元及輸出單元內(nèi)的各模塊進行通信并控制各模塊工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述主控制處 理器為帶有控制內(nèi)核的可編程邏輯器件，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和 數(shù)據(jù)輸出模塊，主控制處理器內(nèi)還分別設(shè)有與數(shù)據(jù)處理模塊相連接的通信處理模塊、控制 顯示模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊與存儲器連接，并通過消息進行通信或數(shù)據(jù)交換； 所述控制內(nèi)核內(nèi)部構(gòu)建有一多任務(wù)操作系統(tǒng)，多任務(wù)操作系統(tǒng)中創(chuàng)建有多個與輸入單元各 模塊對應(yīng)的獨立進程，各進程通過主控制處理器內(nèi)的各模塊完成對數(shù)據(jù)的采集、處理、輸 出、存儲、通信和顯示。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述輸入單元 包括溫度測量模塊、濕度測量模塊、開關(guān)量測量模塊和脈沖計數(shù)模塊，輸入單元的各模塊分 別通過S0PC接口與總線相連；所述溫度測量模塊、濕度測量模塊和脈沖技術(shù)模塊對應(yīng)的 S0PC接口處還設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述溫度測量 模塊采用熱電偶或熱敏電阻；所述濕度測量模塊采用變送器，變送器的信號為4 20mA。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述輸出單元 包括模擬量控制模塊和開關(guān)量控制模塊，輸出單元的各模塊分別通過SOPC接口與總線相 連；所述模擬量控制模塊的SOPC接口處還設(shè)有D/A轉(zhuǎn)換器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述通信單元 為支持RS-485總線協(xié)議、TCP/IP協(xié)議或USB2. 0協(xié)議的通信接口元件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置，其特征在于，所述主控制處 理器的控制內(nèi)核內(nèi)設(shè)有一硬件加速器。
專利摘要本實用新型公開一種太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)控制裝置，包括控制單元和分別與控制單元相連接的輸入單元、輸出單元、通信單元；所述控制單元包括主控制處理器和分別與主控制處理器相連接的存儲器、人機交互界面，輸入單元與主控制處理器的輸入端連接，輸出單元與主控制處理器的輸出端連接，主控制處理器通過通信單元外接外部通信設(shè)備，控制單元通過總線與輸入單元及輸出單元內(nèi)的各模塊進行通信并控制各模塊工作。本實用新型的控制裝置中控制點較多，各控制點的參數(shù)之間相互性較強，因此可以大大提高對溫度、濕度、開關(guān)量等參數(shù)的控制精度，適用于各種不同氣候條件，應(yīng)用范圍較廣。
文檔編號F24F11/02GK201517829SQ200920236528
公開日2010年6月30日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者丁栴, 丁靜, 楊建平, 楊曉西 申請人:中山大學