专利名称：分户式多端口中央空调计费器的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种中央空调计费器，特别是涉及一种分户式多端口中央空调计费器。
二背景技术：
随着人们生活水平的日益提高，中央空调的个性化和提高中央空调舒适性的要求也越来越迫切，实施中央空调分户按量计费更是迫在眉睫。本申请人有关中央空调计费器已有多项发明，例如中国专利中国专利ZL01251884.0，CN2495941Y《状态时间型中央空调计费器》，是利用风机高、中、底、空档的运行信息做为计费的依据；申请号为200410060478.X，公开号CN1587911A的《电力载波式温控型中央空调计费器》，其信息传送是利用电力线载波方式，实现集中抄表功能；ZL03245602.6，CN2620832Y的《中央空调计费器》，是至少含有一个微处理器，1～N个独立计费单元，利用微处理器完成对数据的采集、运算和处理实现计费的，每个微处理器的一组状态输入端口扩展联接四个微处理器，依次实现1～N个用户的空调计费和监控；它们解决了空调在不同情况下计费问题，但是还存在着一定程度的缺陷，不能利用一个中央空调计费装置实现多端口计量数据采集、传输和掉电存储功能，电动调解阀变流量节能降耗功能，欠费禁用功能，计量数据保存功能，集中管理功能等。
三
发明内容
本实用新型是根据现有技术设计存在的问题，设计制造出的成本较低，具有分户式多端口的中央空调计费器。
本实用新型采用的技术方案一种分户式多端口中央空调计费器，含有主处理器及外围电路，内置或外接存储器或保护电路，显示控制单元，通讯接口电路，主处理器CPU的I/O端口P0、P1、P2、P3的部分功能脚每三个为一组，分别联接每一个独立计费单元中央空调风机盘管高、中、低档风机状态输出端，所述的主处理器联接有至少一个付处理器CPU，每个付处理器CPU通过其串行通讯端口RXD和TXD与主处理器CPU设定的两个I/O端口联接，所述付处理器CPU的I/O端口P0、P1、P2、P3的部分功能脚每三个为一组，分别联接一个独立计费单元中央空调风机盘管高、中、低档风机状态信号输出端，主处理器CPU的一个I/O端口联接温度传感器的数字输出端，或付处理器CPU的I/O端口联接温度传感器的数字输出端，温度传感器设在单元用户的进水总管上，付处理器CPU设有内置存储器或外接存储芯片，电源电路为计费器各电路提供工作电源。
所述付CPU为N个，N为≥1的自然数；第1个付CPU设定的I/O端口P10～P17、INT1、INT0、T1、T2、P21～P26联接一定数量的风机盘管高、中、低各档位风机速度状态识别电路，P00、P01联接存储芯片U3的6、5脚；第N个付CPU设定的I/O端口P10～P17、INT1、INT0、T1、T2、P21～P26联接一定数量的风机盘管高、中、低各档位风机速度状态识别电路，P00、P01、P02、RD、RESET联接复位、存储芯片Un41的2、6、5、1、7脚。
电动阀门设在进水总管上，设定主处理器CPU的I/O端口的P12和P10分别联接电动阀门检测电路的检测端和控制电路的输入端，并由控制电路通过光偶和可控硅输出端联接电动阀门。
数字温度传感器的输出端联接主CPU的P01端口或付处理器CPU的P20端口；或热敏电阻的输出端联接比较器的DISCHG端，同时通过比较电阻RT和电阻R2联接比较器的THOLD端，比较器的输出端OUT联接主CPU的P01端口或付处理器CPU的P20端口。
所述风机速度状态识别电路的H0、M0、L0端口分别联接风机的高、中、低三个速度档位，经电路转换成数字量联接主、付CPU的I/O部分端口。
所述通讯接口电路为显示通讯接口电路、上行通讯接口电路和显示控制单元的通讯接口电路，显示通讯接口电路通过接口联接显示控制单元的通讯接口电路，上行通讯接口电路通过接口联接上位机。
设定主CPU的两个I/O端口P11和P17联接付CPU的串口RXD和TXD，INT1联接通讯接口的电路U31的DINT端，INT0端口联接时钟复位，T1、T0和WR端口联接看门狗电路的U5的2、1和6脚，RD端口通过上行通讯电路中的放大电路U18联接通讯模块U4的RE和DE端，P00端口联接显示通讯接口电路U30的DOUT端，P01端口联接时钟芯片U7的7脚或数字温度传感器的输出端，P02～P07、P22～P24端口联接风机状态识别电路，P20端口联接付CPU的RD端，P21端联接付CPU的复位，P27端联接时钟芯片U7的I/O端口。
所述通讯模块U4的R、D端联接主CPU串口，B、A端联接由二极管D1～D4、电阻R3、R4、R5、防雷管VR1组成的保护电路，并在R5两端联接上行通讯接口J1；所述显示通讯接口电路为两个光偶电路U30和U31，其输出COMM联接显示通讯接口CN1。
设定显示控制单元CPU的I/O端口P10联接看门狗芯片U15的6脚，P11、P12和P14分别联接开关按钮S1、S2和S3，INT1、RD、WR、P00～P07、P20～P25、ALE/P联接读卡接口JP1，T0、P17、P10、P16联接LCD液晶显示接口J10，P13、P15分别联接显示控制单元通讯接口电路U14的DOUT1端和U13的DINT1端，其COMM1端口联接通讯接口J9，通讯接口J9与显示通讯接口CN1联接，实现计费控制显示；INT0联接红外接口J8。
所述主、付CPU芯片、显示控制单元CPU为AT89C52、AT89S52、P89C54BP和P89C58A，或为MC68HC11A8、MC68HC11E9、MC68HC16，或为PIC16C877A，或EM78P447，或MSP430F147和MSP430F435，E78C52D和E78E58B；看门狗芯片U5为X5045，U15为MAX813，或IMP 813；通讯模块为MAX487；存储芯片U3为AT24C04，或X5045，风机盘管状态识别电路为半波整流电路和光电耦合电路，光电耦合器件为TLP521；比较器U11为NE555芯片，时钟芯片为DS1302，供电电源为7805三端稳压管。
本实用新型的积极有益效果1、每户配制一只多端口中央空调计费器，其预留有控制接口，用户可根据自己的情况选择安装电动调解阀，该实用新型设有计量数据采集、传输和掉电存储功能，具有电动调节阀变流量节能降耗功能。
电动调节阀变流量节能降耗当用户第一台风机盘管启动时，入户总电动阀门打开，当用户所有风机盘管关闭时，入户总电动阀门关闭，以每户为一个单元实现中央空调系统的变流量节能控制，既解决了传统风机盘管电动阀门过多和控制失败问题，又达到变流量节能的目的。
欠费禁用功能每户中央空调的入口处配制有电动阀门，直接通过管理中心电脑下达禁用关闭用户中央空调入口处电动阀门，切断用户中央空调循环水；若没有安装电动阀门时，通过管理中心电脑下达禁用指令切断用户风机盘管电源实现远程控制。
2、本实用新型内置付CPU、存储模块、显示模块、通讯模块，从而计量信息永久保存现场显示，上传给集中抄表管理系统。设有上行通讯接口，与CJ-3000计费主机联接，通过CJ-Wxp计费管理软件和计费电脑(计费电脑设置在管理机房)，物业通过不同的登陆权限和登陆密码进入计费管理软件对整个系统进行管理，CJ-3000计费主机24小时检测系统内所有表计的运行状态，并根据定时间自动抄录和存储系统内部所有表计的计量数据，因此其具有使用方便、计费准确、计费数据清单信息保存时间长的特点。
该分户式多端口中央空调计费器管理计费设计合理，安装简单，使用、维修方便，成本低廉，计量准确，实现“按需使用，按量收费”的客户要求，具有极好的推广应用价值。
四
图1分户式多端口中央空调计费器总框图图2分户式多端口中央空调计费器逻辑图图3分户式多端口中央空调计费器主机主CPU外部接线原理图图4分户式多端口中央空调计费器主机付CPU外部接线原理图图5分户式多端口中央空调计费器主机存储、通讯、显示接口接线原理图图6分户式多端口中央空调计费器主机电源与时钟接线原理图图7分户式多端口中央空调计费器主机控制与检测模块接线原理图图8分户式多端口中央空调计费器主机温度采集原理图图9分户式多端口中央空调计费器显示控制单元原理图图10分户式多端口中央空调计费器扩展付CPU单元接线原理图五、具体实施例实施例1参见图1、图中主CPU的I/O端口联接一个付CPU的串口，付CPU的I/O联接多个数据输入和存储器，实现端口扩展，达到多端口计费的目的，主CPU与显示控制单元联接实现计费显示，与上行通讯接口联接实现远程显示控制计费。
参见图3、4、5、6、7、8，主、付CPU芯片U1和U2均采用AT89C52，主CPU的I/O端口P11和P17联接付CPU的串口，P12和P10分别联接电动阀门的检测电路U9的检测端和控制电路U10的输入端，P13和P14分别通过电阻R7和R6联接LED接口CN3、LED2和LED1指示灯，INT1联接显示通讯接口电路U31的DINT端，INT0联接时钟复位，T1、T0和WR联接看门狗电路的U5的2、1和6脚，RD联接上行通讯接口电路的输入端，即通过三极管Q3、电阻R21、R22、R8组成的放大电路U18联接通讯模块U4的RE和DE端口，P00联接显示通讯接口电路U30的DOUT端口，P01联接时钟芯片U7的7脚或数字温度传感器的输出端，P02～P07、P22～P24联接数据采集电路，P00～P07同时联接上拉排阻PR1，P20联接付CPU的RD端，P21联接付CPU的复位，P27联接时钟芯片的I/O端口，X1和X2联接晶振，EA/VP联接电源VCC。
付CPU芯片U2的P10～P17、INT1、INT0、T1、T2、P20～P26联接数据采集电路，其中P20联接备用温度采集电路，P00、P01联接存储芯片U3的6、5脚，EA/VP联接电源VCC，X1和X2联接晶振，WR联接运行LED指示灯，TXD联接指示灯，P00～P07同时联接上拉排阻。
通讯模块U4为MAX487，其R、D端联接主CPU芯片U1的串口，B、A端联接由二极管D1～D4、电阻R3、R4、R5、防雷管VR1组成的保护电路，并在R5两端联接上行通讯接口J1。显示通讯接口电路由两个光偶电路U30和U31，显示通讯电路U30的DOUT联接主CPU的P00端口，COMM联接显示板通讯接口CN1。
数据采集电路U8为风机速度状态识别电路，即H0、M0、L0端口分别联接风机的高、中、低三个速度档位，经半波整流电路和光电耦合电路转换成数字量联接主、付CPU的I/O端口，共有9组。LED与R1组成风机电源是否接反检测电路，保证所有风机所接市电相线一致；电动阀门开关状态由检测电路U9的CHECK1联接主CPU的P12端口，主CPU输出至控制电路U10，U10通过光电耦合和可控硅输出端联接电动阀门，从而控制电动阀门的开关。
数字温度传感器直接联接主CPU的P01端口；或用热电阻传感器，热电阻的输出端联接NE555比较器的DISCHG端，同时通过比较电阻RT和电阻R2联接比较器的THOLD和端，比较器的输出联接主CPU的I/O端口，比较器的2、6脚短接，5、6脚各通过电容接地，复位与VCC短接。
以上电路的电源为12V和7805三端稳压电路U6的输出VCC，参见图9，显示控制单元CPU芯片U12采用AT89C52，其P10端口联接MAX813看门狗芯片U15的6脚，P11、P12和P14分别联接开关按钮S1、S2和S3，INT1、RD、WR、P00～P07、P20～P25、ALE/P联接读卡接口JP1，T0、P17、P10、P16联接LCD液晶显示接口J10，其中P16还串联电阻R13；P13、P15联接由光偶U14和U13电路的DOUT1端和DINT1端，其输出端COMM1联接通讯接口J9，通讯接口J9与显示板通讯接口CN1联接，实现计费控制显示；INT0联接红外一体化接收头J8。EA/VP联接电源VCC，X1、X1联接晶振，P00～P07联接上拉排阻PR3。
电源为12V、7805三端稳压电路U16的输出VCC。
在入户总进水管上设置数字或热敏电阻传感器，每个入户设九个风机盘管，通过导线与风机盘管的高、中、低和零接线端子并联来识别风机盘管的运行状态，主CPU对中央空调入户总管上的电动阀门或户内风机盘管总电源进行控制。计量原理是在有效果的空调情况时间内(可根据需要设定进水温度)，通过计量户所有中央空调风机盘管各档位的空调使用时间，乘以对应的档位换热功率，计算出每一台风机盘管的当量能量，将户内所有风机盘管消耗的当量能量相加后，乘以单价，即可实现“按需使用，按量收费”。附加电动阀门控制端口、现场指示、远传集抄接口、现场IC卡等功能；实现欠费禁用远传关断功能。
在控制入户总电动阀门模式时，当户内第一台风机盘管运行时，自动打开入户电动阀门，当户内所有风机盘管停止运行时，即自动关闭入户电动阀门，参见图2，计费器是有效果计费原则，就是在用户的中央空调能够制冷和供热并且正常使用情况下才计费。
实施例2参见图1、2、3、5、6、7、8、9，电气原理图和工作原理与实施例1相同，不再重述，不同之处为主CPU的I/O端口不联接付CPU单元，数据采集电路为三组，即有三个风机状态识别电路，三个中央空调独立计费单元，可控制三台风机盘管。
实施例3参见图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，电气原理图和工作原理与实施例1相同，不再重述，不同之处为主CPU的I/O端口P11和P17同时联接扩展付CPU芯片Un4的串口RXD和TXD，扩展付CPU的复位联接自带复位和存储看门狗芯片Un41复位端口，RD端口联接Un41的1脚，P00、P01、P02联接芯片Un41的2、6、5脚，I/O端口的其它部分功能脚三个为一组分别联接6组中央空调风机盘管高、中、低档风机状态信号输出端，实现端口扩展，即多端口中央空调计费器可计量和控制15组风机盘管的状态。扩展付CPU芯片Un4的X1和X2端口联接晶振，P00～P07同时联接上拉排阻PRn3，WR端口联接运行指示灯，P20为备用温度检测端。扩展付CPU芯片Un4采用AT89C52，看门狗芯片为X5045。
依实施例3类推，主CPU的I/O端口还可以联接3、4、5……多个扩展付CPU单元，实现计费单元的扩展，在此不再祥述。
权利要求1.一种分户式多端口中央空调计费器，含有主处理器及外围电路，内置或外接存储器或保护电路，显示控制单元，通讯接口电路，主处理器CPU的I/O端口P0、P1、P2、P3的部分功能脚每三个为一组，分别联接每一个独立计费单元中央空调风机盘管高、中、低档风机状态输出端，其特征是所述的主处理器联接有至少一个付处理器CPU，每个付处理器CPU通过其串行通讯端口RXD和TXD与主处理器CPU设定的两个I/O端口联接，所述付处理器CPU的I/O端口P0、P1、P2、P3的部分功能脚每三个为一组，分别联接一个独立计费单元中央空调风机盘管高、中、低档风机状态信号输出端，主处理器CPU的一个I/O端口联接温度传感器的数字输出端，或付处理器CPU的I/O端口联接温度传感器的数字输出端，温度传感器设在单元用户的进水总管上，付处理器CPU设有内置存储器或外接存储芯片，电源电路为计费器各电路提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的计费器，其特征是所述付CPU为N个，N为≥1的自然数；第1个付CPU设定的I/O端口P10～P17、INT1、INT0、T1、T2、P21～P26联接一定数量的风机盘管高、中、低各档位风机速度状态识别电路，P00、P01联接存储芯片U3的6、5脚；第N个付CPU设定的I/O端口P10～P17、INT1、INT0、T1、T2、P21～P26联接一定数量的风机盘管高、中、低各档位风机速度状态识别电路，P00、P01、P02、RD、RESET联接复位、存储芯片Un41的2、6、5、1、7脚。
3.根据权利要求1所述的计费器，其特征是电动阀门设在进水总管上，设定主处理器CPU的I/O端口的P12和P10分别联接电动阀门检测电路的检测端和控制电路的输入端，并由控制电路通过光偶和可控硅输出端联接电动阀门。
4.根据权利要求3所述的计费器，其特征是数字温度传感器的输出端联接主CPU的P01端口或付处理器CPU的P20端口；或热敏电阻的输出端联接比较器的DISCHG端，同时通过比较电阻RT和电阻R2联接比较器的THOLD端，比较器的输出端OUT联接主CPU的P01端口或付处理器CPU的P20端口。
5.根据权利要求1所述的计费器，其特征是所述风机速度状态识别电路的H0、M0、L0端口分别联接风机的高、中、低三个速度档位，经电路转换成数字量联接主、付CPU的I/O部分端口。
6.根据权利要求1所述的计费器，其特征是所述通讯接口电路为显示通讯接口电路、上行通讯接口电路和显示控制单元的通讯接口电路，显示通讯接口电路通过接口联接显示控制单元的通讯接口电路，上行通讯接口电路通过接口联接上位机。
7.根据权利要求1所述的计费器，其特征是设定主CPU的两个I/O端口P11和P17联接付CPU的串口RXD和TXD，INT1联接通讯接口的电路U31的DINT端，INT0端口联接时钟复位，T1、T0和WR端口联接看门狗电路的U5的2、1和6脚，RD端口通过上行通讯电路中的放大电路U18联接通讯模块U4的RE和DE端，P00端口联接显示通讯接口电路U30的DOUT端，P01端口联接时钟芯片U7的7脚或数字温度传感器的输出端，P02～P07、P22～P24端口联接风机状态识别电路，P20端口联接付CPU的RD端，P21端联接付CPU的复位，P27端联接时钟芯片U7的I/O端口。
8.根据权利要求7所述的计费器，其特征是所述通讯模块U4的R、D端联接主CPU串口，B、A端联接由二极管D1～D4、电阻R3、R4、R5、防雷管VR1组成的保护电路，并在R5两端联接上行通讯接口J1；所述显示通讯接口电路为两个光偶电路U30和U31，其输出COMM联接显示通讯接口CN1。
9.根据权利要求1所述的计费器，其特征是设定显示控制单元CPU的I/O端口P10联接看门狗芯片U15的6脚，P11、P12和P14分别联接开关按钮S1、S2和S3，INT1、RD、WR、P00～P07、P20～P25、ALE/P联接读卡接口JP1，T0、P17、P10、P16联接LCD液晶显示接口J10，P13、P15分别联接显示控制单元通讯接口电路U14的DOUT1端和U13的DINT1端，其COMM1端口联接通讯接口J9，通讯接口J9与显示通讯接口CN1联接，实现计费控制显示；INT0联接红外接口J8。
10.根据权利要求1～9任一权利要求所述的计费器，其特征是所述主、付CPU芯片、显示控制单元CPU为AT89C52、AT89S52、P89C54BP和P89C58A，或为MC68HC11A8、MC68HC11E9、MC68HC16，或为PIC16C877A，或EM78P447，或MSP430F 147和MSP430F435，E78C52D和E78E58B；看门狗芯片U5为X5045，U15为MAX813，或IMP813；通讯模块为MAX487；存储芯片U3为AT24C04，或X5045，风机盘管状态识别电路为半波整流电路和光电耦合电路，光电耦合器件为TLP521；比较器U11为NE555芯片，时钟芯片为DS1302，供电电源为7805三端稳压管。
专利摘要本实用新型涉及一种中央空调计费器，特别是涉及一种分户式多端口中央空调计费器。含有主处理器及外围电路，内置或外接存储器或保护电路，所述的主处理器联接有至少一个副CPU，每个副处理器CPU通过其串行通讯端口RXD和TXD与主处理器CPU设定的两个I/O端口联接，所述副处理器CPU的I/O端口分别联接中央空调风机盘管高、中、低档风机状态信号输出端，主CPU的I/O端口联接温度传感器的数字输出端，温度传感器设在单元用户的进水总管上，副CPU设有内置存储器或外接存储芯片，电源电路为计费器各电路提供工作电源。该计费器设计合理，安装简单，成本低廉，计量准确，具有极好的推广应用价值。
文档编号F24F11/02GK2890846SQ20062003017
公开日2007年4月18日 申请日期2006年3月16日 优先权日2006年3月16日
发明者杨东, 陈传伟 申请人:郑州春泉暖通节能设备有限公司