一种室内环境控制器及其工作方法与流程

本发明涉及一种室内环境控制器，尤其涉及一种中央空调用室内环境控制器及其工作方法。

背景技术：

对于中央空调来说，为了便于对分布于室内的风机进行操控，在室内均放置有控制面板，但是传统的控制面板功能单一，无法直观的显示室内环境参数，因此不便操作。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种室内环境控制器及工作方法，以使室内环境参数更加直观显示，并提高了操控性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种室内环境控制器，包括液晶屏，在液晶屏的下方设有若干控制按键，以及设有处理器模块的主控板；所述主处理器模块与液晶屏和控制按键相连。

进一步，为了使输出控制多样性，所述主处理器模块还通过主控板上的控制接口与电源盒相连，该电源盒上设有风机调速控制口、地面快速冷暖辐射模块用水阀控制口，温湿度控制器阀控制口、辐射面温度传感器输入口。

进一步，所述主控板上还设有与主处理模块相连的测温单元，该测温单元包括：粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路、多路基准电压模块和从处理器模块和温度传感器；其中所述多路基准电压模块适于向粗测信号差分放大电路和精测信号差分放大电路分别提供粗测基准电压和精测基准电压；所述温度传感器适于将采集的温度信号通过粗测信号差分放大电路或精测信号差分放大电路发送至从处理器模块，即该从处理器模块适于根据粗测温度值控制多路基准电压模块切换相应的精测基准电压，以使从处理器模块获得的精测温度值。

进一步，所述多路基准电压模块包括：第一通道模拟开关，该第一通道模拟开关的输出端与精测信号差分放大电路的基准电压端相连；所述从处理器模块的多路PWM信号输出端分别通过相应的滤波整定电路与第一通道模拟开关的多路输入端相连；以及任一所述滤波整定电路的输出端与粗测信号差分放大电路的基准电压端相连。

又一方面，本发明还提供了一种室内环境控制器的工作方法。

本室内环境控制器的工作方法，即所述主控板上设有与主处理器模块相连的测温单元；所述测温单元的工作方法包括如下步骤：步骤S1，粗测，即先将温度传感器信号经过粗测信号差分放大电路发送至从处理器模块进行粗测，并得到粗测温度值；步骤S2，精测，即所述从处理器模块根据所述粗测温度值，向精测信号差分放大电路提供相应的精测基准电压，以便于对温度传感器信号再次测量获得精测温度值。

进一步，所述粗测信号差分放大电路和精测信号差分放大电路的基准电压由多路基准电压模块分别提供；所述从处理器模块适于根据粗测温度值控制多路基准电压模块切换相应的精测基准电压；所述多路基准电压模块包括：第一通道模拟开关，该第一通道模拟开关的输出端与精测信号差分放大电路的基准电压端相连；所述从处理器模块的多路PWM信号输出端分别通过相应的滤波整定电路与第一通道模拟开关的多路输入端相连；以及任一所述滤波整定电路的输出端与粗测信号差分放大电路的基准电压端相连。

本发明的有益效果是，（1）本发明室内环境控制器通过液晶屏和按键能够很方便的获得室内环境读数和进行相应操控；（2）通过温度传感器先通过粗测信号差分放大电路对温度传感器的采集信号进行粗测，然后根据粗测温度控制多路基准电压模块切换相应的精测基准电压，以使从处理器模块获得的精测温度值，以达到精确计算室内露点的目的，避免室内冷辐射面结露。同时，根据室内温湿度的情况，调整对流系统的风速，使室内温湿度环境快速满是使用需要；根据室内温湿度环境的变化，自动调整风速使室内更安静；并且本室内环境控制器尤其适合老人、儿童房间等需要精确控温的场所。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的室内环境控制器的原理框图；

图2是本发明的测温单元的原理框图；

图3是本发明的滤波整定电路的电路图；

图4是本发明的粗测信号差分放大电路的电路原理图；

图5是本发明的精测信号差分放大电路的电路原理图；

图6是本发明的环境控制器的液晶显示屏相关标识符分布示意图。

图中：液晶屏1、控制按键2、上盖3、面板底盖4、电源盒5；

制冷表识符100、通风标识符101、制热标识符102、除湿标识符103；

室内温度/设定温度标识符200、露点温度标识符201、湿度/设定湿度标识符202、辐射面温度标识符203；

手动/自动/防冻标识符300、风速标识符301、相关阀门标识符302；

红外线接收端400；

开关按键500、模式键501、设置键502、风速键503、上升键504、下降键505。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种室内环境控制器，包括液晶屏1，以及在液晶屏的下方设有若干控制按键2，以及位于室内环境控制器内的，该主控板上设有处理器模块；所述主处理器模块与液晶屏和控制按键相连。

图1中，主控板位于控制面板的上盖3后侧，被遮挡。

进一步，所述主处理器模块还通过主控板上的控制接口与电源盒5相连，该电源盒5上设有风机调速控制口、地面快速冷暖辐射模块用水阀控制口；以及还设有电源接入口；具体的风机调速控制口、地面快速冷暖辐射模块用水阀控制口和电源接入口位于电源盒5的背面；所述主处理器模块通过风机调速控制口、地面快速冷暖辐射模块用水阀控制口，温湿度控制器阀控制口输出相应控制指令，并且设有辐射面温度传感器输入口。

可选的，所述地面快速冷暖辐射模块用水阀控制口，温湿度控制器阀控制口采用继电器控制输出。

如图2所示，进一步，所述主控板上还设有与主处理器模块相连的测温单元，该测温单元包括：粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路、多路基准电压模块和从处理器模块；其中所述多路基准电压模块适于向粗测信号差分放大电路和精测信号差分放大电路分别提供粗测基准电压U_ADREF0和精测基准电压U_ADREF；一温度传感器适于将采集的温度信号通过粗测信号差分放大电路或精测信号差分放大电路发送至从处理器模块，即该从处理器模块适于根据粗测温度值控制多路基准电压模块切换相应的精测基准电压U_ADREF，以使从处理器模块获得的精测温度值。

所述主处理器模块与从处理器模块相连。

现有的测温单元采集室内温度值往往通过固定的基准电压值进行采样，具有温度检测精度低的缺点，由于空调工作后，温度会发生相应变化，因此，在不同的温度情况下，该方式对温度值测量是不精确的，无法满足精确的室内温度采集要求，尤其是对于老人和儿童这类对温度敏感的人群，若不能对温度进行很好的控制的话，容易造成感冒，对于此类人群，为了实现精确温度控制，精确的温度采集是必要的。所以，为了达到精确室内温度数据采集的目的，需要对温度进行精确采集，本发明是通过先对温度进行一个初步采集（粗测）获得温度的粗测值，然后根据该值选择相应的精测基准电压U_ADREF，再次测量以使从处理器模块获得的精测温度值。

具体的，若从处理器模块不带AD子模块，则所述粗测信号差分放大电路通过第一AD转换模块与从处理器模块相连，所述精测信号差分放大电路通过第二AD转换模块与从处理器模块相连。

其中，关于粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路的可选的实施方式参见以下实施例3的内容。

进一步，如图3所示，所述多路基准电压模块包括：第一通道模拟开关，该第一通道模拟开关的输出端与精测信号差分放大电路的基准电压端相连；所述从处理器模块的多路PWM信号输出端分别通过相应的滤波整定电路与第一通道模拟开关的多路输入端相连。具体的，所述滤波整定电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，所述电阻R1和电阻R2串联，以及在电阻R1与电阻R2相连的一端连接电容C1，电阻R2的另一端连接电容C2，通过PWM信号经过滤波整定电路产生相应恒定的电压值，同时也可以根据PWM信号的占空比调节该电压值的大小。

可选的，任一所述滤波整定电路的输出端与粗测信号差分放大电路的基准电压端相连；也可以由单独有一串联分压电路提供。

进一步，为了满足多路温度传感器对室内各检测点的温度进行测量，以获得室内全面测温数据，使空调分机起到更好的调节室内温度的作用。多路温度传感器分别与第二通道模拟开关相连，该第二通道模拟开关的输出端与粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路的输入端相连；所述第二通道模拟开关由所述从处理器模块控制切换，以在毫秒级的速度内快速测量各检测点的温度值。

所述主、从处理器模块可以采用嵌入式32位处理器，例如芯片STM32F103C8T6，所述主、从处理器模块通过高速CAN-BUS总线通讯。所述第一、第二通道模拟开关例如但不限于采用CD4051。

实施例2

在实施例1基础上，本发明还提供了一种室内环境控制器的工作方法。

进一步，所述主控板上设有与主处理器模块相连的测温单元；所述测温单元的工作方法包括如下步骤：步骤S1，粗测，即先将温度传感器信号经过粗测信号差分放大电路发送至从处理器模块进行粗测，并得到粗测温度值；步骤S2，精测，即所述从处理器模块根据所述粗测温度值，向精测信号差分放大电路提供相应的精测基准电压，以便于对温度传感器信号再次测量获得精测温度值。

进一步，所述粗测信号差分放大电路和精测信号差分放大电路的基准电压由多路基准电压模块分别提供；所述从处理器模块适于根据粗测温度值控制多路基准电压模块切换相应的精测基准电压；所述多路基准电压模块包括：第一通道模拟开关，该第一通道模拟开关的输出端与精测信号差分放大电路的基准电压端相连；所述从处理器模块的多路PWM信号输出端分别通过相应的滤波整定电路与第一通道模拟开关的多路输入端相连；以及任一所述滤波整定电路的输出端与粗测信号差分放大电路的基准电压端相连。

进一步，为了满足多路温度传感器对室内各检测点的温度进行测量，以获得室内全面测温数据，使空调分机起到更好的调节室内温度的作用。多路温度传感器分别与第二通道模拟开关相连，该第二通道模拟开关的输出端与粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路的输入端相连；所述第二通道模拟开关由所述从处理器模块控制切换，以在毫秒级的速度内快速测量各检测点的温度值。

可选的，本室内环境控制器还具有提供远程的故障诊断及软件升级功能，当出现故障时，可以发送相应故障代码至远程服务器以便于故障诊断，以及使用者还可以通过输入相应升级命令进行升级。

实施例3

在实施例1和实施例2基础上，本发明还提供了粗测信号差分放大电路、精测信号差分放大电路的一种可选的实施方式。

如图4和图5分别示出了粗测信号差分放大电路和精测信号差分放大电路的电路图。

如图4，具体的，所述粗测基准电压电路采用串联分压电路，电阻R11和电阻R22构成粗测基准电压电路，该粗测基准电压电路通过一跟随器（由运放U1A构成）与差分比较器（由U1B构成）相连，端口ADIN与所述第一多通道模拟开关的输出端相连，端口AD_1与第一AD转换模块相连。

如图5，所述精测信号差分放大电路通过端口ADIN接入第一多通道模拟开关的输出端相连，以及通过端口ADREF与第二多通道模拟开关的输出端相连，以获取精测档位基准电压；所述端口ADIN和端口ADREF分别通过相应的跟随器（分别由运放U2A、U2B构成）与差分比较器（由运放U2C构成）的两输入端相连，该差分比较器（由运放U2C构成）的输出端通过同相比较器（由运放U2D构成）与第二AD转换模块相连。

实施例4

所述室内环境控制器是用来控制风盘机（风机设于分盘机中）和地面同时制冷制热的控制器，同时，制冷季时风盘机优先用来室内空间的除湿。如图6所示，显示屏需显示：冷热模式、温度、湿度、露点温度、辐射面温度（外接温度传感器），2个阀门的开关状态，风盘风速显示1档-5档等显示内容。同时，电源盒输出端子，需增加到12个控制口（接线端子）；分别为：L-N ,第一水阀（地面快速冷暖辐射模块用水阀，具体的，该阀为水力平衡分配器上的电动阀）、第二水阀（温湿度控制器阀），风速高、中、低，外接温度传感器、负离子输出（AC220V）。

并且，在制冷或制热时，风机可以选择是否与第一、第二水阀配合工作，即若风机与水阀不关联设置，则风机始终按设定的风速运行，设置为自动风速按照温差运行相应的风速；若风机与水阀关联设置，则风机始终按设定的风速运行，设置为自动风速按照温差运行相应的风速；第一、第二水阀都关闭，风机也关闭。还可以采用自动模式，即设置为自动风速，温差与风速运行见下表，具体的为相应的温差△T（△T = Tt-(Ts+Tk)，其中，Tt室内温度、Ts设置温度、Tk为补偿温度)对应相应的风速。

进一步，本室内环境控制器还可以用于除湿控制，也同样可以采用与制冷或制热类似的工作方式。

进一步，本室内环境控制器还具有睡眠功能。

（1）在运行制冷模式下，操作睡眠键开启睡眠功能，风速强制为自动风速，室内温度按设定温度进行控制，风速根据设定温度和室内温度的差值进行调整。30分钟后睡眠温度设定值加1度；1小时后睡眠温度设定值加2度，此后睡眠温度设定值不再改变。

（2）在运行制热模式下，操作睡眠键开启睡眠功能，风速强制为自动风速，室内温度按设定温度进行控制，风速根据设定温度和室内温度的差值进行调整。30分钟后睡眠温度设定值减1度；1小时后睡眠温度设定值减2度，此后睡眠温度设定值不再改变。

并且，本室内环境控制器还具有童锁功能、并且通过与主处理器模块相连的EEPROM，存储参数修改和模式、风速、温度、湿度等数据，使其具有掉电记忆功能。

进一步，本室内环境控制器还设有耦合罐电动三通阀控制端，且主处理器通过露点计算控制地面快速冷暖辐射模块。具体的，通过露点公式计算出露点温度，且将该露点温度和地板温度进行比较，来控制耦合罐（混水罐）的地面辐射系统的出水温度；当室内露点温度低于地板温度-1℃时，关闭耦合罐电动三通阀；当室内露点温度高于等于地板温度+2℃时，打开电动三通阀。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。