一種按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，包括電源模塊1、按鍵模塊2、顯示模塊3、采集模塊4、無線接收模塊5和控制模塊6；采集模塊包括用于檢測人數(shù)的進(jìn)門人體檢測單元和用于檢測環(huán)境溫度的溫度檢測單元，控制模塊6根據(jù)采集的室內(nèi)溫度和人數(shù)，據(jù)此判斷對空調(diào)的需求，控制空調(diào)工作狀態(tài)，在盡量不改變室內(nèi)舒適度的前提下，最大可能的降低空調(diào)的用電量。同時(shí)，它還可以接收無線射頻信號，帶有RS485通訊接口，不僅可以無線遙控，而且還能與智能家居結(jié)合，通過網(wǎng)絡(luò)方式（手機(jī)或互聯(lián)網(wǎng)）實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的遠(yuǎn)程控制和管理。本實(shí)用新型為用戶提供了一個(gè)價(jià)位低、操作簡單、容易實(shí)現(xiàn)的節(jié)能空調(diào)控制器。
【專利說明】一種按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能空調(diào)控制器，尤其是一種按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]在日常生活和工作中，很多人缺乏節(jié)能意識和存在一些浪費(fèi)的不良習(xí)慣，在使用空調(diào)的場所普遍存在很大的能源浪費(fèi)問題:當(dāng)房間長時(shí)間無人時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)不關(guān)空調(diào)的現(xiàn)象，導(dǎo)致空調(diào)長時(shí)間無意義的工作，浪費(fèi)了大量的電能；總是把空調(diào)的設(shè)定溫度設(shè)置的很低，或者室內(nèi)人數(shù)很少時(shí)，空調(diào)風(fēng)速不能自動(dòng)調(diào)整，總是長時(shí)間運(yùn)行在最高的檔位上，在一定程度上浪費(fèi)了一部分電能。此外，目前市場上使用的空調(diào)一般都是手動(dòng)設(shè)定控制溫度和工作模式，其功能比較簡單，不方便管理人員對其進(jìn)行高效的控制和管理，導(dǎo)致空調(diào)總是在高負(fù)荷下運(yùn)行，浪費(fèi)了大量的電能。眾所周知，在建筑能耗中，空調(diào)的能耗幾乎占到整個(gè)建筑能耗的一半左右，其節(jié)能降耗問題已經(jīng)引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注，如何在不改變室內(nèi)舒適度的前提下，最大限度地降低空調(diào)的能耗具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，在保證室內(nèi)舒適度的前提下，最大程度降低空調(diào)能耗。
[0004]本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:
[0005]一種按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，其特征在于:包括電源模塊、按鍵模塊、顯示模塊、溫度采集模塊、無線接收模塊、控制模塊和人體檢測模塊；
[0006]所述電源模塊向所述顯示模塊、采集模塊和無線接收模塊提供電源；
[0007]所述溫度采集模塊將檢測環(huán)境溫度送入所述控制模塊；
[0008]所述人體檢測模塊將采集的人數(shù)通過紅外探測無線發(fā)送給所述的無線接收模塊5 ;
[0009]所述無線接收模塊接收所述人體檢測模塊發(fā)射的紅外探測無線、無線遙控器射頻信號和智能家居無線信號，將其送入所述控制模塊；
[0010]按鍵模塊采集按鍵狀態(tài)，將其送入控制模塊；
[0011]控制模塊分析人數(shù)和環(huán)境溫度，控制空調(diào)進(jìn)行工作狀態(tài)調(diào)整；
[0012]顯示模塊在控制模塊的控制下顯示空調(diào)工作狀態(tài)及由按鍵模塊設(shè)置的控制參數(shù)。
[0013]人體檢測模塊包括結(jié)構(gòu)完全相同的進(jìn)門人體檢測單元和出門人體檢測單元；所述進(jìn)門人體檢測單元包括紅外傳感器信號處理器BISS0001、熱釋電紅感應(yīng)傳感器KP500BP、編碼芯片PT2262、三極管T、電容C1-C7、光敏電阻R3，電阻R1、R2、R4_R11 ;熱釋電紅感應(yīng)傳感器KP500BP的D引腳接+5v電壓，G引腳接地，S引腳接紅外傳感器信號處理器BISS0001的14引腳；電容Cl和電阻Rl并聯(lián)接在熱釋電紅感應(yīng)傳感器KP500BP的S引腳和地之間；電+5v電壓之間，阻R2接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的9引腳和地之間，阻R4接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的10引腳和地之間，電容C2和電阻R5并聯(lián)接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的12引腳和13引腳之間；電容C3和電阻R6串聯(lián)接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的13引腳和16引腳之間；電容C4和電阻R7并聯(lián)接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的15引腳和16引腳之間，電容C5和電阻R8串聯(lián)接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的15引腳和地之間；紅外傳感器信號處理器BISS0001的8引腳和11引腳接+5v電源，7引腳和I引腳接地，電阻R9接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的5引腳和6引腳之間，電阻RlO接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的3引腳和4引腳之間，電容C6接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的4引腳和地之間，電容C7接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的5引腳和地之間，電阻Rll接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的2引腳和三極管T的基極之間；三極管T的集電極接編碼芯片PT2262的7引腳，其發(fā)射極接地，編碼芯片PT2262的18引腳接+12v電源，9引腳接地。
[0014]按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器的無線接收模塊包括解碼芯片U3、地址編碼焊盤P2、315M無線數(shù)據(jù)收發(fā)芯片F(xiàn)S1000A、三極管Q3、電阻R35、R37和R39 ;無線接收模塊包括解碼芯片U3的1-8引腳分別接地址編碼焊盤P2的1-8引腳，9引腳接地，12-15引腳接控制模塊的輸入引腳，16引腳接315M無線數(shù)據(jù)收發(fā)芯片F(xiàn)S1000A的2引腳，17引腳經(jīng)電阻R35接18引腳，19引腳經(jīng)電阻R39接三極管基極，20引腳接+5v電源；315M無線數(shù)據(jù)收發(fā)芯片F(xiàn)S1000A的I引腳接+5v電壓，3引腳接其2引腳，4引腳接地；三極管發(fā)射極接地，其集電極經(jīng)電阻R37接+5v電源，同時(shí)連接控制模塊的外部中斷輸入端。
[0015]解碼芯片U3 為 PT2272-L4。
[0016]溫度檢測單元包括數(shù)字溫度傳感器DS18B20，數(shù)字溫度傳感器DS18B20的3引腳接+5v電源，5引腳接地，4引腳接控制模塊的輸入端。
[0017]按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器還包括與智能家居設(shè)備有線連接的通信模塊，通信模塊包括RS485收發(fā)器U2、四孔端口 Pl和電阻R41、R43-45，RS485收發(fā)器U2的1、4引腳分別接控制模塊的串行數(shù)據(jù)輸入端口和串行數(shù)據(jù)輸輸出端口，3引腳與2引腳短后接控制模塊的外部中斷輸入端，5引腳接地，8引腳接+5v電源；經(jīng)電阻R43、41、44 一端接+5v電源，其另一端分別接RS485收發(fā)器U2的1、2、4引腳；四孔端口 Pl的I引腳接+5v電源，4引腳接地，2、3引腳分別接RS485收發(fā)器U2的6、7引腳，電阻R18接在四孔端口 Pl的2、3引腳之間。
[0018]RS485 收發(fā)器 U2 為 MAX485。
[0019]按鍵模塊2包括按鍵RSTl 1-18和電阻插排J2，按鍵RST11-18 —端接地，其另一端經(jīng)電阻插排J2接控制模塊的輸入端。
[0020]顯示模塊3包括液晶顯示器J3、電阻R19和電阻插排Jl，液晶顯示器J3的1、16引腳接地，2、15引腳接+5v電源，3引腳經(jīng)電阻R19接地，4-6引腳分別接單片機(jī)的1_3引腳，7-14引腳經(jīng)電阻插排Jl接控制模塊的輸入端。
[0021]液晶顯示器J3為LCD1602。
[0022]控制模塊包括單片機(jī)AT89S52。
[0023]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
[0024]1、它能夠自動(dòng)檢測室內(nèi)溫度以及室內(nèi)人數(shù)情況,根據(jù)對空調(diào)的需求來控制空調(diào)啟停和風(fēng)速，保證空調(diào)能長時(shí)間工作在最佳節(jié)能狀態(tài)，同時(shí)達(dá)到提供舒適環(huán)境和節(jié)能目的。
[0025]2、它可以無線遙控，還可以接收無線射頻信號，能通過無線網(wǎng)絡(luò)方式與智能家居結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的遠(yuǎn)程控制和管理。
[0026]3、它帶有RS485通訊接口，能通過互聯(lián)網(wǎng)與智能家居結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的遠(yuǎn)程控制和管理。
[0027]4、它價(jià)位低、操作簡單、容易實(shí)現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0029]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的控制模塊、按鍵模塊和顯示模塊電路圖；
[0031]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的進(jìn)門人體檢測單元
[0032]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的無線接收模塊電路圖；
[0033]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的溫度檢測單元電路圖；
[0034]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的通信模塊電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]如圖1所示，一種按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，其特征在于:包括電源模塊1、按鍵模塊2、顯示模塊3、溫度采集模塊4、無線接收模塊5、控制模塊6和人體檢測模塊8 ；
[0036]所述電源模塊I向所述顯示模塊3、采集模塊4和無線接收模塊5提供電源；
[0037]所述溫度采集模塊4將檢測環(huán)境溫度送入所述控制模塊6 ；
[0038]所述人體檢測模塊8將采集的人數(shù)通過紅外探測無線發(fā)送給所述的無線接收模塊5 ；
[0039]所述無線接收模塊5接收所述人體檢測模塊8發(fā)射的紅外探測無線、無線遙控器射頻信號和智能家居無線信號，將其送入所述控制模塊6 ；
[0040]按鍵模塊2采集按鍵狀態(tài)，將其送入控制模塊6 ；
[0041]控制模塊6分析人數(shù)和環(huán)境溫度，控制空調(diào)進(jìn)行工作狀態(tài)調(diào)整；
[0042]顯示模塊3在控制模塊6的控制下顯示空調(diào)工作狀態(tài)及由按鍵模塊2設(shè)置的控制參數(shù)。
[0043]如圖2所示，控制模塊包括單片機(jī)AT89S52。
[0044]所述單片機(jī)主控制器模塊以AT89S52為控制核心，預(yù)設(shè)有空調(diào)風(fēng)速自動(dòng)切換程序，所述空調(diào)風(fēng)速自動(dòng)切換程序?qū)λ鰷囟葯z測模塊檢測到的溫度數(shù)據(jù)以及所述紅外探測模塊檢測到的室內(nèi)人員情況進(jìn)行分析計(jì)算，判斷得出空調(diào)控制指令，所述空調(diào)風(fēng)速包括高速、中速、低速三種風(fēng)速。
[0045]所述單片機(jī)主控制器模塊還預(yù)設(shè)有工作模式，工作模式包括制熱模式和制冷模式。所述的工作模式能夠根據(jù)所述溫度檢測模塊檢測到的溫度數(shù)據(jù)自動(dòng)切換工作模式，當(dāng)溫度低于制熱模式溫控期間的下限時(shí)，自動(dòng)切換為制熱模式；當(dāng)溫度高于制冷模式溫控期間的上限時(shí)，自動(dòng)切換為制冷模式。所述的工作模式設(shè)有溫控區(qū)間，所述的制冷模式溫控區(qū)是空調(diào)制冷時(shí)的工作范圍，當(dāng)環(huán)境溫度大于夏季溫控區(qū)上限28°C時(shí)允許空調(diào)開啟，當(dāng)環(huán)境溫度低于夏季溫控區(qū)下限22°C時(shí)自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)；所述的制熱模式溫控區(qū)是空調(diào)制熱時(shí)的允許工作范圍，當(dāng)環(huán)境溫度低于冬季溫控區(qū)下限16°C時(shí)允許空調(diào)開啟，當(dāng)環(huán)境溫度高于冬季溫控區(qū)上限22°C時(shí)自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)電源，上述溫控區(qū)的上下限可以根據(jù)用戶的實(shí)際需求進(jìn)行修改。
[0046]所述單片機(jī)主控制器模塊預(yù)設(shè)有空調(diào)調(diào)控策略，根據(jù)所述人體紅外探測模塊判斷室內(nèi)人數(shù)，當(dāng)房間有人進(jìn)入時(shí)自動(dòng)打開空調(diào)電源，當(dāng)所有人都離開時(shí)，延時(shí)10分鐘自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)，避免房間無人時(shí)長時(shí)間無效工作。通過所述溫度檢測模塊和人體熱釋電紅外傳感器檢測室內(nèi)人數(shù)，綜合兩方面的“需求”來確定空調(diào)的開關(guān)和風(fēng)量的大小，使空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。當(dāng)檢測到室內(nèi)沒人時(shí)，系統(tǒng)將延時(shí)10分鐘自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)電源，這樣能夠避免空調(diào)頻繁啟動(dòng)；當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，將自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)電源，減少待機(jī)狀態(tài)時(shí)的能耗；可以根據(jù)作息時(shí)間設(shè)定自動(dòng)開機(jī)和自動(dòng)關(guān)機(jī)時(shí)間，為客戶提供一個(gè)舒適的工作和生活環(huán)境。
[0047]解碼芯片實(shí)時(shí)檢測射頻信號，當(dāng)檢測到的射頻信號地址經(jīng)兩次匹配后，認(rèn)為該信號為正確射頻信號，對其進(jìn)行解析:若為開空調(diào)指令，則驅(qū)動(dòng)輸出繼電器，打開空調(diào)；若為關(guān)空調(diào)指令，則驅(qū)動(dòng)輸出繼電器，關(guān)閉空調(diào)；若為升高設(shè)定溫度指令，則發(fā)出升溫命令；若為降低設(shè)定溫度指令，則發(fā)出降溫命令；若為增大風(fēng)速指令，則驅(qū)動(dòng)輸出繼電器，增大空調(diào)風(fēng)速；若為減小風(fēng)速指令，則驅(qū)動(dòng)輸出繼電器，減小空調(diào)風(fēng)速；若為人體熱釋電紅外檢測信號，通過分析接收到的兩個(gè)傳感器信號的時(shí)間順序來判斷人員是進(jìn)入還是離開房間，若先接收到傳感器I的信號則為進(jìn)入房間，若先接收到傳感器2的信號則為離開房間，以此來統(tǒng)計(jì)房間內(nèi)的人數(shù)，根據(jù)房間人數(shù)來控制空調(diào)風(fēng)速。在程序中，空調(diào)風(fēng)量的大小選擇通常是根據(jù)室內(nèi)面積和室內(nèi)人數(shù)來決定?？照{(diào)風(fēng)速與房間面積和室內(nèi)人數(shù)的關(guān)系如表I所示。
[0048]如圖2所示，按鍵模塊2包括按鍵RSTl 1-18和電阻插排J2，按鍵RST11-18 —端接地，其另一端經(jīng)電阻插排J2接控制模塊的輸入端。
[0049]在本實(shí)施例中，按鍵RST11-18 —端接地，其另一端經(jīng)電阻插排J2接單片機(jī)AT89S52 的 21-28 引腳。
[0050]按鍵輸入模塊與單片機(jī)通過P2 口相連接來實(shí)現(xiàn)八個(gè)按鍵的輸入，按鍵的功能設(shè)置如表2所示。
[0051]顯示模塊3包括液晶顯示器J3、電阻R19和電阻插排Jl，液晶顯示器J3的1、16引腳接地，2、15引腳接+5v電源，3引腳經(jīng)電阻R19接地，4-6引腳分別接單片機(jī)的1_3引腳，7-14引腳經(jīng)電阻插排Jl接控制模塊的輸入端。
[0052]液晶顯示器J3為LCD1602。
[0053]在本實(shí)施例中，液晶顯示器IXD1602的7-14引腳經(jīng)電阻插排Jl接單片機(jī)AT89S52的32-39引腳。
[0054]人體檢測模塊8包括結(jié)構(gòu)完全相同的進(jìn)門人體檢測單元和出門人體檢測單元；所述進(jìn)門人體檢測單元如圖3所示，包括紅外傳感器信號處理器BISS0001、熱釋電紅感應(yīng)傳感器KP500BP、編碼芯片PT2262、三極管T、電容C1-C7、光敏電阻R3，電阻Rl、R2、R4-R11 ；熱釋電紅感應(yīng)傳感器KP500BP的D引腳接+5v電壓，G引腳接地，S引腳接紅外傳感器信號處理器BISS0001的14引腳；電容Cl和電阻Rl并聯(lián)接在熱釋電紅感應(yīng)傳感器KP500BP的S引腳和地之間；電+5v電壓之間，阻R2接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的9引腳和地之間，阻R4接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的10引腳和地之間，電容C2和電阻R5并聯(lián)接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的12引腳和13引腳之間；電容C3和電阻R6串聯(lián)接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的13引腳和16引腳之間；電容C4和電阻R7并聯(lián)接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的15引腳和16引腳之間，電容C5和電阻R8串聯(lián)接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的15引腳和地之間；紅外傳感器信號處理器BISS0001的8引腳和11引腳接+5v電源，7引腳和I引腳接地，電阻R9接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的5引腳和6引腳之間，電阻RlO接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的3引腳和4引腳之間，電容C6接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的4引腳和地之間，電容C7接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的5引腳和地之間，電阻Rll接在紅外傳感器信號處理器BISS0001的2引腳和三極管T的基極之間；三極管T的集電極接編碼芯片PT2262的7引腳，其發(fā)射極接地，編碼芯片PT2262的18引腳接+12v電源，9引腳接地。
[0055]本實(shí)施例的人體紅外檢測電路采用BISS0001芯片，BISS0001是一款高性能的傳感信號處理集成電路。靜態(tài)電流極小，配以熱釋電紅外傳感器和少量外圍元器件即可構(gòu)成被動(dòng)式熱釋電紅外傳感器。BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。其中，R3為光敏電阻，用來檢測環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制時(shí)，若環(huán)境較明亮，R3的電阻值會(huì)降低，使9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號Vs。SWl是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng)SWl與I端連通時(shí)，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng)SWl與2端連通時(shí)，芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。輸出延遲時(shí)間Tx由外部的R9和C7的大小調(diào)整，值為Tx ^ 24576xR9C7 ;觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti由外部的RlO和C6的大小調(diào)整，值為Ti~24xR10C6。對熱釋電傳感器觸發(fā)頻率要求在毫秒級，所以適當(dāng)選取C6、RlO、C7、R9即可。實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，取R9 =103kQ , RlO =1kQ,由于Tx、Ti是毫秒級，已經(jīng)接近了熱釋電傳感器的分辨極限，測試時(shí)輸出信號不是很穩(wěn)定，并且輸出電壓平均值在2.4V以下，所以在輸出端加上了一個(gè)三極管構(gòu)成的非門，可以增加輸出信號的穩(wěn)定性。
[0056]人體紅外檢測模塊，采用的人體熱釋電紅外傳感器能夠通過接收的紅外線的變化判斷出探測區(qū)域內(nèi)是否有人出現(xiàn)，是一種被動(dòng)接收的傳感器。本實(shí)用新型利用進(jìn)門人體檢測單元和出門人體檢測單元的熱釋電紅外傳感器來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)人數(shù)的檢測。本實(shí)施例中進(jìn)門人體檢測單元和出門人體檢測單元間隔一定距離裝置在門口，測試發(fā)現(xiàn)15厘米時(shí)，效果較好。當(dāng)有人經(jīng)過時(shí)，進(jìn)門人體檢測單元和出門人體檢測單元的人體熱釋電紅外傳感器發(fā)出紅外探測信號，分別經(jīng)過前置放大電路的處理后，送到單片機(jī)AT89S52。根據(jù)進(jìn)門人體檢測單元和出門人體檢測單元發(fā)出紅外探測信號的先后順序來判斷人員是進(jìn)入還是離開房間，根據(jù)發(fā)出信號的先后順序判斷人是進(jìn)入房間還是離開房間。如果進(jìn)門人體檢測單元先于出門人體檢測單元發(fā)出紅外探測信號，則為進(jìn)門，室內(nèi)人數(shù)加1，反之則室內(nèi)人數(shù)減I。為了解決因人員頻繁進(jìn)出而造成節(jié)能控制器的頻繁動(dòng)作，需要確定合理的延時(shí)時(shí)間。經(jīng)過實(shí)際測試發(fā)現(xiàn)，將延時(shí)動(dòng)作時(shí)間調(diào)整在5~15min之間時(shí)效果最好。延時(shí)環(huán)節(jié)的延時(shí)時(shí)間也可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。
[0057]如圖4所示，按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器的無線接收模塊包括解碼芯片U3、地址編碼焊盤P2、315M無線數(shù)據(jù)收發(fā)芯片F(xiàn)S1000A、三極管Q3、電阻R35、R37和R39 ;無線接收模塊包括解碼芯片U3的1-8引腳分別接地址編碼焊盤P2的1-8引腳，9引腳接地，12-15引腳接控制模塊6的輸入引腳，16引腳接315M無線數(shù)據(jù)收發(fā)芯片F(xiàn)S1000A的2引腳，17引腳經(jīng)電阻R35接18引腳，19引腳經(jīng)電阻R39接三極管基極，20引腳接+5v電源；315M無線數(shù)據(jù)收發(fā)芯片F(xiàn)S1000A的I引腳接+5v電壓，3引腳接其2引腳，4引腳接地；三極管發(fā)射極接地，其集電極經(jīng)電阻R37接+5v電源，同時(shí)連接控制模塊6的外部中斷輸入端。
[0058]解碼芯片U3 為 PT2272-L4。
[0059]無線接收模塊能夠接收無線遙控器發(fā)出的無線射頻控制信號，即315MHZ或433MHZ的無線射頻信號，實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的無線遙控；還可以接收智能家居控制器發(fā)出的控制信號。
[0060]無線接收模塊能夠接收無線遙控器發(fā)出的無線射頻控制信號，即315MHZ或433MHZ的無線射頻信號，實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的無線遙控；還可以接收智能家居控制器發(fā)出的控制信號。
[0061]無線射頻解碼模塊，采用315MHz射頻遙控器對空調(diào)進(jìn)行無線遙控。315MHz遙控器多采用PT2262作為編碼發(fā)送芯片，采用與PT2262對應(yīng)的專業(yè)解碼芯片與之匹配。PT2272-L4是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編/解碼電路，是目前在無線通訊電路中作地址編碼識別最常用的芯片之一。PT2272-L4最多可有12位(AO-All)三態(tài)(懸空，接高電平，接低電平)地址設(shè)定管腳，任意組合可提供531441個(gè)地址碼。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字。解碼芯片PT2272-L4接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平。PT2262和PT2272-L4除地址編碼必須完全一致外，振蕩電阻還必須匹配，一般要求譯碼器振蕩頻率要高于編碼器振蕩頻率的2.5?8倍，否則接收距離會(huì)變近，甚至無法接收。本發(fā)明中PT2272-L4采用680K振蕩電阻，對應(yīng)遙控器中PT2262的3.3M振蕩電阻。
[0062]如圖5所示，溫度檢測單元包括數(shù)字溫度傳感器DS18B20，數(shù)字溫度傳感器DS18B20的3引腳接+5v電源，5引腳接地，4引腳接控制模塊6的輸入端。
[0063]溫度傳感器采用抗干擾能力強(qiáng)的Dallas公司的新型數(shù)字溫度傳感器DS18B20，它具有體積小、精度高、適用電壓寬、采用一線總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)。DS18B20支持“一線總線”接口，信息經(jīng)過單線接口送人送出DS18B20，因此控制器與DS18B20僅需一條線進(jìn)行通信。測量溫度范圍為-55°C?+125°C，在-10°C?+85°C范圍內(nèi)，精度為±0.5°C，分辨率9?12bit可調(diào)。現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。支持3V?5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便，并且其價(jià)格更便宜，體積更小。本實(shí)用新型DS18B20中的DQ 口與單片機(jī)的P3.5 口相連接，用于數(shù)據(jù)輸入/輸出。
[0064]如圖6所示，按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器還包括與智能家居設(shè)備有線連接的通信模塊7，通信模塊7包括RS485收發(fā)器U2、四孔端口 Pl和電阻R41、R43-45，RS485收發(fā)器U2的1、4引腳分別接控制模塊6的串行數(shù)據(jù)輸入端口和串行數(shù)據(jù)輸輸出端口，3引腳與2引腳短后接控制模塊6的外部中斷輸入端，5引腳接地，8引腳接+5v電源；經(jīng)電阻R43、41、44 一端接+5v電源，其另一端分別接RS485收發(fā)器U2的1、2、4引腳；四孔端口 Pl的I引腳接+5v電源，4引腳接地，2、3引腳分別接RS485收發(fā)器U2的6、7引腳，電阻R18接在四孔端口 Pl的2、3引腳之間。
[0065]RS485 收發(fā)器 U2 為 MAX485。
[0066]對于電磁環(huán)境比較惡劣的場所，可以通過節(jié)能空調(diào)控制器的RS485通訊接口與智能家居控制器建立通訊，以實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的有線控制，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的遠(yuǎn)程控制和集中管理。
[0067]RS485驅(qū)動(dòng)電路以MAXM生產(chǎn)的工業(yè)級低功耗MAX485ESA收發(fā)器為核心。MAX485ESA內(nèi)部具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器，其驅(qū)動(dòng)頻率不受限制，可以實(shí)現(xiàn)最高
2.5Mbps的傳輸速率。驅(qū)動(dòng)器具有短路電流限制，可以通過熱關(guān)斷電路將驅(qū)動(dòng)器輸出置為高阻狀態(tài)，防止過度的功率損耗。接收器輸入具有失效保護(hù)特性，當(dāng)輸入開路時(shí)，可以確保邏輯高電平輸出。
[0068]MAX485ESA芯片弓丨腳定義如下:
[0069]RO:485接收器的輸出端；
[0070]D1:485發(fā)送器的輸入端；
[0071]RE:接收器使能端；
[0072]DE:發(fā)送器使能端；
[0073]A:差分信號端+ ；
[0074]B:差分信號端_。
[0075]設(shè)計(jì)的RS485工作在半雙工模式，因此將RE和DE控制引腳并接起來同時(shí)控制，DE為I時(shí)，發(fā)送器使能 ，當(dāng)RE為O時(shí)，接收器使能。差分信號端A高于B時(shí)，代表接收/發(fā)送的數(shù)據(jù)為1，當(dāng)A低于B時(shí)，代表接收/發(fā)送的數(shù)據(jù)為O。通常在A、B之間并接阻抗匹配電阻，大小為120 Ω。
[0076]RS485通訊模塊，通信協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS RTU通訊協(xié)議。串口設(shè)定:波特率“9600”，校驗(yàn)位“無”，數(shù)據(jù)位“8”，停止位“I”。
[0077]通訊格式如表3所示。通訊機(jī)號:1~255，命令碼如表4所示，寄存器使用情況如表5所示。通訊異常時(shí)，上位機(jī)則重新發(fā)送命令直至接收成功。
[0078]該方案能夠檢測室內(nèi)溫度以及室內(nèi)人數(shù)情況，根據(jù)對空調(diào)的需求來控制其啟停和風(fēng)速，保證空調(diào)能長時(shí)間工作在最佳節(jié)能狀態(tài)，同時(shí)達(dá)到提供舒適環(huán)境和節(jié)能目的。該空調(diào)節(jié)能控制器還可以接收無線射頻信號，帶有RS485通訊接口，不僅可以無線遙控，而且還能與智能家居結(jié)合，通過網(wǎng)絡(luò)方式(手機(jī)或互聯(lián)網(wǎng))實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的遠(yuǎn)程控制和管理。本實(shí)用新型為用戶提供了一個(gè)價(jià)位低、操作簡單、容易實(shí)現(xiàn)的節(jié)能空調(diào)控制器。

【權(quán)利要求】
1.一種按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，其特征在于:包括電源模塊(I)、按鍵模塊(2)、顯示模塊(3)、溫度采集模塊(4)、無線接收模塊(5)、控制模塊(6)和人體檢測模塊(8)； 所述電源模塊(I)向所述顯示模塊(3)、采集模塊(4)和無線接收模塊(5)提供電源； 所述溫度采集模塊(4)將檢測環(huán)境溫度送入所述控制模塊(6)； 所述人體檢測模塊(8)將采集的人數(shù)通過紅外探測無線信號發(fā)送給所述的無線接收模塊(5)； 所述無線接收模塊(5)接收所述人體檢測模塊(8)發(fā)射的紅外探測無線、無線遙控器射頻信號和智能家居無線信號，將其送入所述控制模塊(6)； 所述按鍵模塊(2)采集按鍵狀態(tài)，將其送入所述控制模塊(6)； 所述控制模塊(6)分析人數(shù)和環(huán)境溫度，控制空調(diào)進(jìn)行工作狀態(tài)調(diào)整； 所述顯示模塊(3)在所述控制模塊(6)的控制下顯示空調(diào)工作狀態(tài)及由所述按鍵模塊(2)設(shè)置的控制參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，其特征在于所述人體檢測模塊(8)包括結(jié)構(gòu)完全相同的進(jìn)門人體檢測單元和出門人體檢測單元；所述進(jìn)門人體檢測單元包括紅外傳感器信號處理器BISS0001、熱釋電紅感應(yīng)傳感器KP500BP、編碼芯片PT2262、三極管T、電容C1-C7、光敏電阻R3，電阻Rl、R2、R4-R11 ;所述熱釋電紅感應(yīng)傳感器KP500BP的D引腳接+5v電壓，G引腳接地，S引腳接所述紅外傳感器信號處理器BISS0001的14引腳；所述電容Cl和電阻Rl并聯(lián)接在所述熱釋電紅感應(yīng)傳感器KP500BP的S引腳和地之間；所述電+5v電壓之間，所述阻R2接在所述紅外傳感器信號處理器BISS0001的9引腳和地之間，所述阻R4接在所述紅外傳感器信號處理器BISS0001的10引腳和地之間，所述電容C2和電阻R5并聯(lián)接在所述紅外傳感器信號處理器BISS0001的12引腳和13引腳之間；所述電容C3和電阻R6串聯(lián)接在所述紅外傳感器信號處理器BISS0001的13引腳和16引腳之間；所述電容C4和電阻R7并聯(lián)接在所述紅外傳感器信號處理器BISS0001的15引腳和16引腳之間，所述電容C5和電阻R8串聯(lián)接在所述紅外傳感器信號處理器BISS0001的15引腳和地之間；所述紅外傳感器信號處理器BISS0001的8引腳和11引腳接+5v電源，7引腳和I引腳接地，所述電阻R9接在所述紅外傳感器信號處理器BISS0001的5引腳和6引腳之間，所述電阻RlO接在所述紅外傳感器信號處理器BISS0001的3引腳和4引腳之間，所述電容C6接在所述紅外傳感器信號處理器BISS0001的4引腳和地之間，所述電容C7接在所述紅外傳感器信號處理器BISS0001的5引腳和地之間，所述電阻Rll接在所述紅外傳感器信號處理器BISS0001的2引腳和所述三極管T的基極之間；所述三極管T的集電極接所述編碼芯片PT2262的7引腳，其發(fā)射極接地，所述編碼芯片PT2262的18引腳接+12v電源，9引腳接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，其特征在于所述按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器的無線接收模塊(5)包括解碼芯片U3、地址編碼焊盤P2、315M無線數(shù)據(jù)收發(fā)芯片F(xiàn)S1000A、三極管Q3、電阻R35、R37和R39 ;所述無線接收模塊包括解碼芯片U3的1_8引腳分別接所述地址編碼焊盤P2的1-8引腳，9引腳接地，12-15引腳接所述控制模塊(6)的輸入引腳，16引腳接所述315M無線數(shù)據(jù)收發(fā)芯片F(xiàn)S1000A的2引腳，17引腳經(jīng)所述電阻R35接18引腳，19引腳經(jīng)所述電阻R39接所述三極管基極，20引腳接+5v電源；所述315M無線數(shù)據(jù)收發(fā)芯片F(xiàn)S1000A的I引腳接+5v電壓，3引腳接其2引腳，4引腳接地；所述三極管發(fā)射極接地，其集電極經(jīng)電阻R37接+5v電源，同時(shí)連接所述控制模塊(6 )的外部中斷輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，其特征在于所述解碼芯片U3為PT2272-L4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，其特征在于所述溫度檢測單元包括數(shù)字溫度傳感器DS18B20，所述數(shù)字溫度傳感器DS18B20的3引腳接+5v電源，5引腳接地，4引腳接所述控制模塊(6)的輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，其特征在于所述按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器還包括與智能家居設(shè)備有線連接的通信模塊(7)，所述通信模塊(7)包括所述RS485收發(fā)器U2、四孔端口 Pl和電阻R41、R43-45，所述RS485收發(fā)器U2的1、4引腳分另Ij接所述控制模塊(6)的串行數(shù)據(jù)輸入端口和串行數(shù)據(jù)輸輸出端口，3引腳與2引腳短后接所述控制模塊(6)的外部中斷輸入端，5引腳接地，8引腳接+5v電源；經(jīng)所述電阻R43、41、44 一端接+5v電源，其另一端分別接所述RS485收發(fā)器U2的1、2、4引腳；所述四孔端口 Pl的I引腳接+5v電源，4引腳接地，2、3引腳分別接所述RS485收發(fā)器U2的6、7引腳，所述電阻R18接在四孔端口 Pl的2、3引腳之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的任一按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，其特征在于所述RS485收發(fā)器U2為MAX485。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的任一按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，其特征在于所述按鍵模塊(2)包括按鍵RST11-18和電阻插排J2，所述按鍵RST11-18—端接地，其另一端經(jīng)所述電阻插排J2接所述控制模塊(6)的輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的任一按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，其特征在于所述顯示模塊(3)包括液晶顯示器J3、電阻R19和電阻插排J1，所述液晶顯示器J3的1、16引腳接地，2、15引腳接+5v電源，3引腳經(jīng)所述電阻R19接地，4-6引腳分別接所述單片機(jī)的1_3引腳，7_14引腳經(jīng)所述電阻插排Jl接所述控制模塊(6)的輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，其特征在于所述液晶顯示器J3 為 LCD1602。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按需控制的節(jié)能空調(diào)控制器，其特征在于所述控制模塊(6)包括單片機(jī)AT89S52。
【文檔編號】F24F11/00GK203857615SQ201420271655
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】任素龍, 楊春來, 李帥華, 張福東, 李劍鋒, 殷喆 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院, 河北省電力建設(shè)調(diào)整試驗(yàn)所