專利名稱：一種基于avr單片機的舒適度控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及單片機控制技術領域，特別涉及一種基于AVR單片機的舒適度控制系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)代社會人們85%以上的時間都是在室內(nèi)度過的，人們對于環(huán)境的要求也愈來愈高，因此室內(nèi)環(huán)境的好壞對人體的身心健康、舒適度以及工作效率都有直接的影響。SET*指標以人體溫度調節(jié)的兩節(jié)點模型理論為基礎。由人體傳熱的物理過程分析得出綜合熱舒適度指標，用SET*指標來預測熱環(huán)境下人體的熱反映。通過輸入環(huán)境變量和與人有關的主觀變量，利用兩層面模型計算，psk*和H得到SET*。目前我國對室內(nèi)環(huán)境的控制中占主導的控制方式是針對以舒適性指標(如PMV或SET*指標)為目標的HVAC控制系統(tǒng)進行控制，以室內(nèi)溫度為控制對象而不是人的舒適度，忽略了與人體熱舒適度相關的其他變量，由于室內(nèi)環(huán)境HVAC系統(tǒng)是個很復雜的系統(tǒng)，具有時變性和高度非線性的特點，建立其精確模型是很困難的，因此大多數(shù)空調是將溫度設定在某個值或某個范圍之內(nèi)進行相應的控制，導致控制效果不理想，在很多時候并不能滿足人們對熱舒適的需要，同時也會導致空調系統(tǒng)運行費用和能耗的增加，對能源和電力的需求增大，不利于節(jié)能減排。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供一種基于AVR單片機的舒適度控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能準確的測量出室內(nèi)的風速和溫濕度，單片機能根據(jù)上位機發(fā)送過來的控制命令準確無誤的對風扇和空調進行控制，實現(xiàn)自動智能化控制。本實用新型的目的通過下述技術方案實現(xiàn)一種基于AVR單片機的舒適度控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括上位機和下位機，所述上位機和下位機通過RS232電路連接，實現(xiàn)上位機與下位機之間的電平轉換；所述上位機采用PC機，PC機根據(jù)實時采集到的各項數(shù)據(jù)進行計算，產(chǎn)生控制信號，此控制信號經(jīng)RS232電路發(fā)送至下位機，所述下位機設有單片機控制系統(tǒng)，由單片機控制系統(tǒng)執(zhí)行控制動作，實現(xiàn)對風扇和空調的智能控制。所述單片機控制系統(tǒng)包括檢測模塊和執(zhí)行模塊，所述檢測模塊包括風速檢測模塊和溫濕度檢測模塊；所述執(zhí)行模塊包括風扇控制模塊、空調控制模塊。所述風速檢測模塊采用風速變送器STF30AB30進行風速數(shù)據(jù)的測量；所述溫濕度檢測模塊采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT75進行溫濕度數(shù)據(jù)的測量。所述風扇控制模塊包括可控硅觸發(fā)模塊和過零檢測模塊；所述可控硅觸發(fā)模塊采 用串聯(lián)雙向晶閘管調壓調速的方法，對晶閘管采用移相觸發(fā)的控制方式，首先對市電的過零點進行檢測，作為確定發(fā)出觸發(fā)脈沖時刻的參考點，然后通過改變晶閘管的觸發(fā)相位，從而改變輸出電壓波形實現(xiàn)調壓；所述過零檢測模塊利用單片機捕捉市電過零點處的中斷信號，檢測出市電過零點，然后將檢測到的過零點與單片機的定時器來控制雙向可控硅的關斷或者導通來實現(xiàn)調速。所述單片機采用AVR系列單片機ATmega8作為控制器。所述空調控制模塊由紅外發(fā)射電路構成，將待發(fā)送的二進制數(shù)據(jù)調制成一系列的脈沖串信號后發(fā)射出去，實現(xiàn)對空調的控制。本實用新型與現(xiàn)有技術相比，該舒適度控制系統(tǒng)能準確的測量出室內(nèi)的風速和溫濕度，單片機能根據(jù)上位機發(fā)送過來的控制命令準確無誤的對風扇和空調進行控制，實現(xiàn)自動智能化控制。在節(jié)能的同時，也給人們帶來了便利。在滿足人體舒適度的情況下，相對于傳統(tǒng)的感知手動控制，采用本實用新型的舒適度控制系統(tǒng)能達到更好的節(jié)能效果。

圖I是本實用新型的控制系統(tǒng)框圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型的實施作進一步描述，但本實用新型的實施不限于此。如圖I所示，是本實用新型的控制系統(tǒng)框圖，一種基于AVR單片機的舒適度控制系統(tǒng)，包括上位機和下位機，所述上位機和下位機通過通過RS232電路實現(xiàn)上位機與下位機之間的電平轉換。上位機采用PC機，PC機根據(jù)實時采集到的各項數(shù)據(jù)進行計算，產(chǎn)生控制信號，此控制信號經(jīng)串口發(fā)送至下位機。下位機設有單片機控制系統(tǒng)，由單片機控制系統(tǒng)執(zhí)行控制動作，實現(xiàn)對風扇和空調的智能控制。單片機控制系統(tǒng)包括檢測模塊和執(zhí)行模塊。單片機采用AVR系列單片機ATmega8作為控制器。檢測模塊包括風速檢測模塊和溫濕度檢測模塊。風速檢測模塊采用風速變送器STF30AB30進行風速數(shù)據(jù)的測量；溫濕度檢測模塊采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT75進行溫濕度數(shù)據(jù)的測量。溫濕度檢測模塊采用兩個數(shù)字溫濕度傳感器SHT75，兩個數(shù)字溫濕度傳感器SHT75共用一條時鐘線。執(zhí)行模塊包括風扇控制模塊、空調控制模塊。風扇控制模塊包括可控硅觸發(fā)模塊和過零檢測模塊；可控硅觸發(fā)模塊采用串聯(lián)雙向晶閘管調壓調速的方法，對晶閘管采用移相觸發(fā)的控制方式，首先對市電的過零點進行檢測，作為確定發(fā)出觸發(fā)脈沖時刻的參考點，然后通過改變晶閘管的觸發(fā)相位，從而改變輸出電壓波形實現(xiàn)調壓；所述過零檢測模塊利用單片機捕捉市電過零點處的中斷信號，檢測出市電過零點，然后將檢測到的過零點與單片機的定時器來控制雙向可控硅的關斷或者導通來實現(xiàn)調速；空調控制模塊由紅外發(fā)射電路構成，將待發(fā)送的二進制數(shù)據(jù)調制成一系列的脈沖串信號后發(fā)射出去，實現(xiàn)對空調的調速控制。風速變送器STF30對極低風速有靈敏的響應，測量量程可選，工作溫度范圍為-1(T+50°C。在24VDC供電下，輸出為4-20mA或0-10V的標準信號，且輸出電流與風速呈線性關系，將電流信號經(jīng)過采樣電阻獲得電壓信號，根據(jù)電壓與電流和電流與風速的線性關系便可計算出風速大小。[0020]數(shù)字溫度/濕度傳感器SHT75包括了相對濕度傳感器、溫度傳感器、放大器、14位A/D轉換器、校準存儲器、隨機存儲器、循環(huán)冗余校驗碼(CRC)發(fā)生器和數(shù)字IIC接口等。溫度測量范圍是-4(T254. 9°C，濕度測量范圍是(Tl00%RH。利用溫度和相對濕度傳感器分別產(chǎn)生溫度和相對濕度的信號，然后經(jīng)過放大，分別送至A/D轉換器進行模數(shù)轉換，由CRC進行校驗通迅最后傳至I2C總線，通過數(shù)據(jù)線DATA和時鐘線與單片機相連接，實現(xiàn)直接的數(shù)字量輸出。紅外發(fā)射模塊發(fā)射端在發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，先將待發(fā)送的二進制數(shù)據(jù)調制成頻率為38KHz、占空比為I :3的方波。此信號通過一個NPN型三極管放大后，經(jīng)電阻限流加至紅外發(fā)射管，發(fā)射紅外光信號。當PBO輸出為低電平時，二極管在載波信號為高電平時導通，使輸入三極管基極信號保持為低電平，三極管始終處于截止狀態(tài)，使紅外發(fā)射管停止發(fā)送載波信號。當PBO輸出為高電平時，二極管為截止狀態(tài)，此時輸出到三極管基極的即為載波信號，紅外發(fā)射管發(fā)射載波。通過不斷改變PBO的輸出狀態(tài)，就可以得到斷續(xù)的紅外載波信號。
權利要求1.一種基于AVR單片機的舒適度控制系統(tǒng)，其特征在于，該控制系統(tǒng)包括上位機和下位機，所述上位機和下位機通過RS232電路連接，實現(xiàn)上位機與下位機之間的電平轉換；所述上位機采用PC機，PC機根據(jù)實時采集到的各項數(shù)據(jù)進行計算，產(chǎn)生控制信號，此控制信號經(jīng)RS232電路發(fā)送至下位機，所述下位機設有單片機控制系統(tǒng)，由單片機控制系統(tǒng)執(zhí)行控制動作，實現(xiàn)對風扇和空調的智能控制。
2.根據(jù)權利要求I所述基于AVR單片機的舒適度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機控制系統(tǒng)包括檢測模塊和執(zhí)行模塊，所述檢測模塊包括風速檢測模塊和溫濕度檢測模塊；所述執(zhí)行模塊包括風扇控制模塊、空調控制模塊。
3.根據(jù)權利要求2所述基于AVR單片機的舒適度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風速檢測模塊采用風速變送器STF30AB30進行風速數(shù)據(jù)的測量；所述溫濕度檢測模塊采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT75進行溫濕度數(shù)據(jù)的測量。
4.根據(jù)權利要求2所述基于AVR單片機的舒適度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風扇控制模塊包括可控硅觸發(fā)模塊和過零檢測模塊；所述可控硅觸發(fā)模塊采用串聯(lián)雙向晶閘管調壓調速的方法，對晶閘管采用移相觸發(fā)的控制方式，首先對市電的過零點進行檢測，作為確定發(fā)出觸發(fā)脈沖時刻的參考點，然后通過改變晶閘管的觸發(fā)相位，從而改變輸出電壓波形實現(xiàn)調壓；所述過零檢測模塊利用單片機捕捉市電過零點處的中斷信號，檢測出市電過零點，然后將檢測到的過零點與單片機的定時器來控制雙向可控硅的關斷或者導通來實現(xiàn)調速。
5.根據(jù)權利要求Γ4所述基于AVR單片機的舒適度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機采用AVR系列單片機ATmega8作為控制器。
6.根據(jù)權利要求2所述基于AVR單片機的舒適度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述空調控制模塊由紅外發(fā)射電路構成，將待發(fā)送的二進制數(shù)據(jù)調制成一系列的脈沖串信號后發(fā)射出去，實現(xiàn)對空調的控制。
專利摘要本實用新型涉及單片機控制技術領域，提供一種基于AVR單片機的舒適度控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括上位機和下位機，上位機和下位機通過RS232電路連接，實現(xiàn)上位機與下位機之間的電平轉換；所述上位機采用PC機，PC機根據(jù)實時采集到的各項數(shù)據(jù)進行計算，產(chǎn)生控制信號，此控制信號經(jīng)RS232電路發(fā)送至下位機，所述下位機設有單片機控制系統(tǒng)，由單片機控制系統(tǒng)執(zhí)行控制動作，實現(xiàn)對風扇和空調的智能控制。該控制系統(tǒng)能準確的測量出室內(nèi)的風速和溫濕度，單片機能根據(jù)上位機發(fā)送過來的控制命令準確無誤的對風扇和空調進行控制，實現(xiàn)自動智能化控制。
文檔編號G05B19/418GK202372838SQ20112048665
公開日2012年8月8日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權日2011年11月30日
發(fā)明者張亮, 張祥羅, 李婷, 王亞蘭, 陳淵睿 申請人:華南理工大學