专利名称：一种新型办公室节能供暖装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于楼宇自动化领域，特别涉及一种新型办公室节能供暖装置。
背景技术：
常规的楼宇热力供暖系统，通常是在楼宇中每个办公室内各安装一组暖气片，暖气片的两端分别接在总系统的进水(汽)和回水(汽)管道。供暖系统工作时，热水由进水管流入暖气片，暖气片散热为办公室提供热量，乏水由回水管流出。有时，为了节约管道铺设的开支，通常将数个办公室的暖气片串联连接，热水由第一个办公室的暖气片流入第二个办公室的暖气片，如此直到流入最后一个办公室的暖气片再由它的回水管流入总系统的回水管道。这种供暖方式未考虑工作日和节假日的区别以及办公室内是否有人，在供暖期内24小时持续供暖，因而造成了极大的能源浪费，不符合当今社会节能减排的发展趋势。 因此需要一种办公室节能供暖装置，实现工作日的每天上班时间之前提前一定的时间预先开通暖气以便上班时办公室内温度合适，上班前如果有人提前到达办公室则也立即开通暖气。工作日的下班时间之后如果还有人员在办公室加班，则继续开通暖气，直至办公室无人立即停止供暖。根据上下班时间和办公室内是否有人上班来决定暖气的开通与否，而不影响相邻办公室的供暖，从而节约能源和资源，达到节能降耗的目的。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决背景技术所述的根据上下班时间和办公室内是否有人上班来决定暖气的开通与否，而不影响相邻办公室的供暖，从而节约能源和资源，达到节能降耗的目的问题，提供一种新型办公室节能供暖装置，其特征在于，新型办公室节能供暖装置包括无线发射和人体感应装置I、无线接收和电磁阀控制装置2、暖气片进口三通电磁阀3、暖气片4、旁路管5和暖气片出口三通接头6，无线发射和人体感应装置I以及无线接收和电磁阀控制装置2均置于办公室内，无线发射和人体感应装置I与无线接收和电磁阀控制装置2通过射频无线连接，暖气片进口三通电磁阀3的进口 A与暖气热水管7连接，暖气片进口三通电磁阀3的出口 B与暖气片4的进水口连接，暖气片进口三通电磁阀3的出口 C与旁路管5—端连接，暖气片4的出水口与暖气片出口三通接头6的进口 D连接，旁路管5的另一端与暖气片出口三通接头6的进口 F连接，暖气片出口三通接头6的出口 E与暖气回水管8连接，无线接收和电磁阀控制装置2的电磁阀控制输出端与暖气片进口三通电磁阀3的电磁线圈连接；所述无线发射和人体感应装置I由射频发射模块101、发射机数据处理模块102、发射电路供电模块103和红外人体探测模块104组成，发射电路供电模块103向射频发射模块101、发射机数据处理模块102和红外人体探测模块104提供直流低压，电平转换电路将电源的电平转换为射频发射模块101、发射机数据处理模块102和红外人体探测模块104中的器件所需的电平，稳压电路防止电压波动对各个模块电路的影响；红外人体探测模块104中红外人体探测器探测人体发出的红外线，红外人体探测器的信号输出端与信号调理电路的信号输入端连接，信号调理电路对红外人体探测器输出信号预处理，滤除掉不需要的信号成分和消除噪声，信号调理电路输出端与发射机数据处理模块102中发射单片机的A/DC电路连接；发射机数据处理模块102包括发射单片机、主晶振、副晶振和编程通信接口，主晶振和副晶振的输出端分别与发射单片机的外部晶振接入引脚连接，编程通信接口由单片机相应的引脚单独引出，发射单片机的射频引脚与射频发射模块101的射频外围电路的电感连接；射频发射模块101中射频外围电路输出端与发射天线连接；所述无线接收和电磁阀控制装置2由射频接收模块201、接收机数据处理模块202、接收电路供电模块203和电磁阀驱动模块204组成，接收电路供电模块203向射频接收模块201、接收机数据处理模块202和电磁阀驱动模块204提供直流低压以及向电磁阀驱动模块204中的继电器和暖气片进口三通电磁阀3提供220V交流电电压，电平转换电路将电源的电平转换为射频接收模块201、接收机数据处理模块202和电磁阀驱动模块204中的器件所需的电平，稳压电路防止电压波动对各个模块电路的影响；射频接收模块201中接收天线与射频外围电路射频输入端连接，射频外围电路的输出端与接收机数据处理模块202的接收单片机中无线功能模组输入端连接；接收机数据处理模块202包括接收单片机、主晶振、副晶振和编程通信接口，主晶振和副晶振的输出端分别与接收单片机的外部晶振接入引脚连接，编程通信接口由单片机相应的引脚单独引出，接收单片机的GPIO引脚与电·磁阀驱动模块204的驱动电路输入端连接，驱动电路输出端与继电器连接，无线接收和电磁阀控制装置2的电磁阀控制输出端为继电器的常开触点，继电器的常开触点与暖气片进口三通电磁阀3电磁线圈连接；所述发射单片机和接收单片机均为集成有无线功能的单片机，高频部分采用直接序列扩频通信技术(DSSS)，支持现成的ZigBee协议栈；所述发射单片机和接收单片机为CC2430单片机或CC2530单片机；所述无线发射和人体感应装置I和无线接收和电磁阀控制装置2使用射频频段为IEEE802. 15. 4规定的2. 4Ghz无线通信频段；为了防止相邻办公室中新型办公室节能供暖装置的无线通信模块之间的干扰，所述无线发射和人体感应装置I和无线接收和电磁阀控制装置2的通信基于ZigBee协议，为所在办公室划分一个无线个人局域网(WPAN)； 所述发射电路供电模块103的电源为交流220V供电或干电池供电；所述接收电路供电模块203的电源为交流220V供电。本实用新型为一种新型的能够定时工作和依据实际环境中人员有无自动工作的办公室节能供暖系统。供暖期内，在工作日的上班时间，上班时间前有人提前上班以及下班时间后或节假日有人加班，无线发射和人体感应装置I给无线接收和电磁阀控制装置2发指令，使暖气片进口三通电磁阀3的A端和B端保持接通状态，A端和C端保持断开状态，供暖热水从暖气热水管7经暖气片进口三通电磁阀3的A-B通路流过暖气片4后从暖气片出口三通接头6的D-E通路流入暖气回水管8，保证正常供暖；节假日和工作日的下班时间办公室没有人时，无线发射和人体感应装置I给无线接收和电磁阀控制装置2发指令，使暖气片进口三通电磁阀3的A端和C端保持接通状态，A端和B端保持断开状态，供暖热水从暖气热水管7经暖气片进口三通电磁阀3的A-C通路流过旁路管5从暖气片出口三通接头6的D-F通路流入暖气回水管8，停止供暖。[0014]本实用新型一方面按照存储在本地FLASH-R0M中的时间信息定时供暖，另一方面还能接收无线发射和人体感应装置I采集的红外人体信号，依据办公室内是否有人来控制暖气片进口三通电磁阀3，提前供暖或延长供暖。具体工作流程为，在接收机数据处理模块202的发射单片机中设定通常的办公时间，包括具体的日期和时间范围，例如周一至周五上午9点至下午5点。工作日的每天上班时间之前提前一定的时间预先开通暖气以便上班时办公室内温度合适，下班后按时关闭暖气。开通暖气前如果有人提前到达办公室，无线发射和人体感应装置I的红外人体探测模块104探测到人体红外信号，通过无线方式给无线接收和电磁阀控制装置2发指令，暖气片进口三通电磁阀3的A端和B端保持接通状态，A端和C端保持断开状态，则立即开通暖气。下班时间之后如果还有人员在办公室加班，红外人体探测模块检测到人体红外信号，则继续开通暖气，直至办公室无人后立即给无线接收和电磁阀控制装置2发指令，暖气片进口三通电磁阀3的A端和C端保持接通状态，A端和B端保持断开状态，停止供暖。根据上下班时间和办公室内是否有人上班来决定暖气的开通与否，从而能极大地节约能源和资源，达到节能降耗的目的。本实用新型的有益效果为，改进传统的办公室供暖系统结构，通过增加了一个三通电磁阀和旁路系统，采用红外人体探测技术探测区域内的人体信号，并将人体信号以无线的方式发送给接收单片机，作为供暖开关的依据，实现智能化供暖；发射单片机和接收单片机采用ZigBee协议，为所在办公室划分一个无线个人局域网(WPAN)，防止邻近办公室无线通信模块之间的干扰，从而保证智能化供暖装置工作稳定。
图I为新型办公室节能供暖装置结构示意图；图2为无线发射和人体感应装置方框图；图3为无线接收和电磁阀控制装置方框图。图中，I-无线发射和人体感应装置，2—无线接收和电磁阀控制装置，3—暖气片进口三通电磁阀，4—暖气片，5—旁路管，6—暖气片出口三通接头，7—暖气热水管，8—暖气回水管，101—射频发射模块，102—发射机数据处理模块，103—发射电路供电模块，104—红外人体探测模块，201—射频接收模块，202—接收机数据处理模块，203—接收电路供电模块，204—电磁阀驱动模块。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。图I为新型办公室节能供暖装置结构示意图，新型办公室节能供暖装置包括无线发射和人体感应装置I、无线接收和电磁阀控制装置2、暖气片进口三通电磁阀3、暖气片4、旁路管5和暖气片出口三通接头6，无线发射和人体感应装置I以及无线接收和电磁阀控制装置2均置于办公室内，无线发射和人体感应装置I与无线接收和电磁阀控制装置2通过射频无线连接，暖气片进口三通电磁阀3的进口 A与暖气热水管7连接，暖气片进口三通电磁阀3的出口 B与暖气片4的进水口连接，暖气片进口三通电磁阀3的出口 C与旁路管5一端连接，暖气片4的出水口与暖气片出口三通接头6的进口 D连接，旁路管5的另一端与暖气片出口三通接头6的进口 F连接，暖气片出口三通接头6的出口 E与暖气回水管8连接，无线接收和电磁阀控制装置2的电磁阀控制输出端与暖气片进口三通电磁阀3的电磁线圈连接。如图2的无线发射和人体感应装置方框图所示，无线发射和人体感应装置I由射频发射模块101、发射机数据处理模块102、发射电路供电模块103和红外人体探测模块104组成，发射电路供电模块103向射频发射模块101、发射机数据处理模块102和红外人体探测模块104提供直流低压，电源为干电池供电，电平转换电路将电源的电平转换为射频发射模块101、发射机数据处理模块102和红外人体探测模块104中的器件所需的电平，稳压电路防止电压波动对各个模块电路的影响；红外人体探测模块104中红外人体探测器探测人体发出的红外线，红外人体探测器的信号输出端与信号调理电路的信号输入端连接，信号调理电路对红外人体探测器输出信号预处理，滤除掉不需要的信号成分和消除噪声，信号调理电路输出端与发射机数据处理模块102中发射单片机的A/DC电路连接；发射机数据处理模块102包括发射单片机、主晶振、副晶振和编程通信接口，主晶振和副晶振的输出端分别与发射单片机的外部晶振接入引脚连接，编程通信接口由单片机相应的引脚单独引出，发射单片机的射频引脚与射频发射模块101的射频外围电路的电感连接；射频发射模块101中射频外围电路射频输出端与发射天线连接。 如图3的无线接收和电磁阀控制装置方框图所示，无线接收和电磁阀控制装置2由射频接收模块201、接收机数据处理模块202、接收电路供电模块203和电磁阀驱动模块204组成，接收电路供电模块203向射频接收模块201、接收机数据处理模块202和电磁阀驱动模块204提供直流低压以及向电磁阀驱动模块204中的继电器和暖气片进口三通电磁阀3提供220V交流电电压，电源为交流220V供电，电平转换电路将电源的电平转换为射频接收模块201、接收机数据处理模块202和电磁阀驱动模块204中的器件所需的电平，稳压电路防止电压波动对各个模块电路的影响；射频接收模块201中接收天线与射频外围电路射频输入端连接，射频外围电路的输出端与接收机数据处理模块202的接收单片机中无线功能模组输入端连接；接收机数据处理模块202包括接收单片机、主晶振、副晶振和编程通信接口，主晶振和副晶振的输出端分别与接收单片机的外部晶振接入引脚连接，编程通信接口由单片机相应的引脚单独引出，接收单片机的GPIO引脚与电磁阀驱动模块204的驱动电路输入端连接，驱动电路输出端与继电器连接，无线接收和电磁阀控制装置2的电磁阀控制输出端为继电器的常开触点，继电器的常开触点与暖气片进口三通电磁阀3电池线圈连接。发射单片机和接收单片机均为集成有无线功能的单片机，高频部分采用直接序列扩频通信技术，支持现成的ZigBee协议栈，型号为CC2430单片机或CC2530单片机。无线发射和人体感应装置I和无线接收和电磁阀控制装置2使用射频频段为IEEE802. 15. 4规定的2. 4Ghz无线通信频段。无线发射和人体感应装置I和无线接收和电磁阀控制装置2使用基于ZigBee协议的单片机，为所在办公室划分一个无线个人局域网(WPAN)，相邻办公室中新型办公室节能供暖装置的无线通信模块之间不干扰，是供暖系统工作稳定。本实用新型能用于改造传统的办公室供暖系统，还能应用在新建设的办公室供暖系统中，将传统的办公室供暖系统改进为一种新型的办公室节能供暖系统，对于实现节能减排有重要意义。
权利要求1.一种新型办公室节能供暖装置，其特征在于，新型办公室节能供暖装置包括无线发射和人体感应装置(I)、无线接收和电磁阀控制装置(2)、暖气片进口三通电磁阀(3)、暖气片(4)、旁路管(5)和暖气片出口三通接头￠)，无线发射和人体感应装置(I)以及无线接收和电磁阀控制装置(2)均置于办公室内，无线发射和人体感应装置(I)与无线接收和电磁阀控制装置(2)通过射频无线连接，暖气片进口三通电磁阀(3)的进口 A与暖气热水管(7)连接，暖气片进口三通电磁阀(3)的出口 B与暖气片(4)的进水口连接，暖气片进口三通电磁阀⑶的出口 C与旁路管(5) —端连接，暖气片⑷的出水口与暖气片出口三通接头(6)的进口 D连接，旁路管(5)的另一端与暖气片出口三通接头(6)的进口 F连接，暖气片出口三通接头(6)的出口 E与暖气回水管(8)连接，无线接收和电磁阀控制装置(2)的电磁阀控制输出端与暖气片进口三通电磁阀(3)的电磁线圈连接； 所述无线发射和人体感应装置(I)由射频发射模块(101)、发射机数据处理模块(102)、发射电路供电模块(103)和红外人体探测模块(104)组成，发射电路供电模块(103)向射频发射模块(101)、发射机数据处理模块(102)和红外人体探测模块(104)提供直流低压，电平转换电路将电源的电平转换为射频发射模块(101)、发射机数据处理模块(102)和红外人体探测模块(104)中的器件所需的电平；红外人体探测模块(104)中红外人体探测器探测人体发出的红外线，红外人体探测器的信号输出端与信号调理电路的信号输入端连接，信号调理电路对红外人体探测器输出信号预处理，信号调理电路输出端与发射机数据处理模块(102)中发射单片机的A/DC电路连接；发射机数据处理模块(102)包括发射单片机、主晶振、副晶振和编程通信接口，主晶振和副晶振的输出端分别与发射单片机的外部晶振接入引脚连接，编程通信接口由发射单片机相应的引脚单独引出，发射单片机的射频引脚与射频发射模块(101)的射频外围电路的电感连接；射频发射模块(101)中射频外围电路输出端与发射天线连接； 所述无线接收和电磁阀控制装置(2)由射频接收模块(201)、接收机数据处理模块(202)、接收电路供电模块(203)和电磁阀驱动模块(204)组成，接收电路供电模块(203)向射频接收模块(201)、接收机数据处理模块(202)和电磁阀驱动模块(204)提供直流低压以及向电磁阀驱动模块(204)中的继电器和暖气片进口三通电磁阀(3)提供220V交流电电压，电平转换电路将电源的电平转换为射频接收模块(201)、接收机数据处理模块(202)和电磁阀驱动模块(204)中的器件所需的电平；射频接收模块(201)中接收天线与射频外围电路射频输入端连接，射频外围电路的输出端与接收机数据处理模块(202)的接收单片机中无线功能模组输入端连接；接收机数据处理模块(202)包括接收单片机、主晶振、副晶振和编程通信接口，主晶振和副晶振的输出端分别与接收单片机的外部晶振接入引脚连接，编程通信接口由单片机相应的引脚单独引出，接收单片机的GPIO引脚与电磁阀驱动模块(204)的驱动电路输入端连接，驱动电路输出端与继电器连接，无线接收和电磁阀控制装置⑵的电磁阀控制输出端为继电器的常开触点，继电器的常开触点与暖气片进口三通电磁阀⑶电磁线圈连接。
2.根据权利要求I所述的一种新型办公室节能供暖装置，其特征在于，所述发射单片机和接收单片机均为集成有无线功能的单片机，高频部分采用直接序列扩频通信技术，支持现成的ZigBee协议栈。
3.根据权利要求I或2所述的一种新型办公室节能供暖装置，其特征在于，所述发射单片机和接收单片机为CC2430单片机或CC2530单片机。
4.根据权利要求I所述的一种新型办公室节能供暖装置，其特征在于，所述无线发射和人体感应装置(I)和无线接收和电磁阀控制装置(2)使用射频频段为IEEE802. 15. 4规定的2. 4Ghz无线通信频段。
5.根据权利要求I所述的一种新型办公室节能供暖装置，其特征在于，所述无线发射和人体感应装置⑴和无线接收和电磁阀控制装置⑵的通信基于ZigBee协议，为所在办公室划分一个无线个人局域网。
6.根据权利要求I所述的一种新型办公室节能供暖装置，其特征在于，所述发射电路供电模块(103)的电源为交流220V供电或干电池供电。
7.根据权利要求I所述的一种新型办公室节能供暖装置，其特征在于，所述接收电路供电模块(203)的电源为交流220V供电。
专利摘要本实用新型属于楼宇自动化领域，公布一种新型办公室节能供暖装置。节能供暖装置包括无线发射和人体感应装置、无线接收和电磁阀控制装置、暖气片进口三通电磁阀、暖气片、旁路管和暖气片出口三通接头，置于办公室内的无线发射和人体感应装置以及无线接收和电磁阀控制装置采用集成有无线功能的单片机，通过射频无线连接。本实用新型一方面按照存储在本地FLASH-ROM中的时间信息定时供暖，另一方面还能接收无线发射和人体感应装置采集的红外人体信号，依据办公室内是否有人来控制暖气片进口三通电磁阀，提前供暖或延长供暖。本实用新型适用于改造传统的办公室供暖系统和应用在新建设的办公室供暖系统中，对于实现节能减排有重要意义。
文档编号F24D3/10GK202485102SQ201220006028
公开日2012年10月10日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者朱耀春, 程阳, 黄从智 申请人:华北电力大学