商用空调无线通信系统的制作方法

本发明涉及控制空调系统的装置技术领域，尤其涉及一种商用空调无线通信系统。

背景技术：

随着中央空调应用日趋广泛，传统中央空调控制台式的操作方式，由于对用户有较高的操作要求，一般很难保证空调的最佳运行并且故障维修又必须以派员出差的形式进行，由于事先无法得到精确的故障数据，增加了维修时间，效率低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种商用空调无线通信系统，通过所述通信系统不仅能节省厂家的维修维护成本，也能提高用户的售后满意度，提高了工作效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种商用空调无线通信系统，其特征在于：包括监控终端、集中控制器、无线控制器和无线传输模块，所述监控终端与集中控制器之间通过路由器上的网口或WIFI接口进行双向数据交互，所述无线传输模块布置于空调的室外机上，每一组空调室内机对应一个无线控制器，无线控制器通过串口与所述空调室外机上的进行数据交互，无线传输模块通过无线网络与无线控制器进行数据交互，空调室内机和室外机的运行参数通过无线控制器进行采集，无线控制器将上述参数依次通过集中控制器、路由器上传至监控终端进行显示和处理，监控终端依次通过路由器、集中控制器和无线控制器将控制命令下传至空调室内机，空调室内机控制空调室外机运行。

进一步的技术方案在于：所述集中控制器包括主控电路和自适应10/100M以太网接口电路。

进一步的技术方案在于：所述主控电路包括ARM主控芯片U3，主控芯片上设有接口模块、电源滤波模块、时钟模块、看门狗模块和电源模块。

进一步的技术方案在于：所述看门狗模块包括芯片706S型看门狗芯片U4，所述U4的1脚分为两路，第一路经电阻R38接电源，第二路经电阻R32接U4的8脚，芯片U4的2脚接电源，且该引脚上并联有滤波电容C22，芯片U4的3脚和4脚接地，芯片U4的5脚悬空，芯片U4的6脚分为两路，第一路与所述主控芯片U3的WDI引脚连接，第二路经电阻R42后分为两路，第一路与电源连接，第二路经过电阻R44后分别与电池的电源输出端以及主控芯片U3的VBAT引脚连接，芯片U4的7脚经电阻R39后分为三路，第一路与主控芯片U3的NRST引脚连接，第二路经电阻R41接电源，第三路经电容C23接地。

进一步的技术方案在于：所述主控电路还包括基准电压输入模块，包括电感L3-L4，电感L4的一端依次经电容C40、电阻R47后与电容C39的一端连接，电容C39的另一端与电感L4的另一端连接，电感L4与电容C39的结点接电源，电感L4与电容C40的结点接电源，电容C39与电阻R47的结点接地，电容C40与电阻R47的结点接地，电感L3的一端接电感L4与电容C40的结点，电感L3的另一端接主控芯片U3的VREF+引脚，VREF+引脚上并联有滤波电容C41，主控芯片U3的VDDA引脚接电感L3与电感L4的结点。

进一步的技术方案在于：所述接口模块包括RS232接口模块、RS485接口模块以及CAN接口模块，接插件DB9的1脚和4脚悬空，5脚接地，接插件DB9的2脚与RS232收发器U8的T2OUT引脚连接，接插件DB9的3脚与RS232收发器U8的R2IN引脚连接，RS232收发器U8的T2IN引脚与主控芯片U3的UART2 TX引脚连接，RS232收发器U8的R2OUT引脚与主控芯片U3的UART2 RX引脚连接，接插件DB9的5脚经电阻R49与CAN芯片U6的CANH引脚连接，接插件DB9的6脚经电阻R48与CAN芯片U6的CANL引脚连接，CAN芯片U6的TXD引脚与主控芯片U3的CAN TXD引脚连接，CAN芯片U6的RXD引脚与主控芯片U3的CAN RXD引脚连接，接插件DB9的8脚经电阻R53与RS485收发器U7的A引脚连接，接插件DB9的7脚经电阻R52与RS485收发器U7的B引脚连接，RS S485收发器U7的R0_RXD引脚与主控芯片U3的UART4 RX引脚连接，RS S485收发器U7的DI_TXD引脚与主控芯片U3的UART4 TX引脚连接。

进一步的技术方案在于：所述电源模块包括整流桥MB6S、电源芯片MC34063AD和LM1117MPX_3.3，电源的输入端与整流桥MB6S的输入端连接，整流桥MB6S的正极输出端经保险F1后分为三路，第一路与电阻R4的一端连接，第二路与电源芯片MC34063AD的6脚连接，第三路经二极管D1后接地；电阻R4的另一端分别与电源芯片MC34063AD的1脚、7脚和8脚连接，电容C6和电容C7并联在电源芯片MC34063AD的6脚与地之间，电源芯片MC34063AD的4脚接地，电源芯片MC34063AD的3脚经电容C8后接地，电源芯片MC34063AD的2脚分为两路，第一路经二极管D2接地，第二路与电感L1的一端连接；电感L1的另一端分为四路，第一路依次经电阻R5、电阻R10后接地，第二路经电容C1接地，第三路经电容C2接地，第四路与电源芯片LM1117MPX_3.3的3脚连接；电源芯片MC34063AD的5脚接电阻R5与电阻R10的结点；电源芯片LM1117MPX_3.3的1脚接地；电源芯片LM1117MPX_3.3的2脚和4脚合并后分为三路，第一路经电容C4接地，第二路经电容C3接地，第三路依次经电阻R6和发光二极管D4后接地，电源芯片LM1117MPX_3.3的2脚和4脚为所述电源模块的电源输出端。

进一步的技术方案在于：所述自适应10/100M以太网接口电路包括以太网芯片U10，U10使用DM9161AE，接口RJ1的1脚接芯片U10的TX+引脚，接口RJ1的2脚接芯片U10的TX-引脚，接口RJ1的3脚接芯片U10的RX+引脚，接口RJ1的1脚和2脚之间设有电阻R14、电阻R15和电容C11，接口RJ1的2脚和3脚之间设有电阻R16、电阻R17和电容C12；接口RJ1的4脚和5脚接电源，且3脚和4脚上并联有滤波电容C9；接口RJ1的6脚接芯片U10的RX-引脚，接口RJ1的7脚悬空，接口RJ1的8脚接地；接口RJ1的9脚经电阻R20接电源，接口RJ1的10脚接分为两路，第一路接芯片U10的LINK/ACTLED/OP2引脚，第二路经电阻R37接电源；接口RJ1的11脚接分为两路，第一路接芯片U10的FDX/COLLED/OP0引脚，第二路经电阻R35接电源；芯片U10的SPEEDLED/OP1引脚经电阻R36接电源；芯片U10的AVDD引脚接电源，且该引脚上并联有电容C13和电容C14；所述芯片U10的REF_CLK/XT2引脚上连接有晶振发生器X3；芯片U10的其它引脚与集中控制器上的相应引脚连接。

进一步的技术方案在于：所述无线控制器包括主控芯片U2、连接器SMD-25和半双工电路，所述U2使用STM8S103Fx/TSSOP20型处理器，所述控芯片U2通过连接SMD-25与所述半双工电路连接。

进一步的技术方案在于：所述半双工电路包括无线传输芯片U1，所述芯片U1的1脚和12脚与电源连接；芯片U1的2脚分为两路，第一路经电感LC1与电源连接，电容C1、电容C2和电容C3并联在电源的输入端，第二路与电容C0的一端连接，电容C0的另一端经分为两路，第一路依次经电容CHM、电阻RHM后接地，第二路与天线开关芯片UPG2214TK的3脚连接；无线传输芯片U1的3脚分为两路，第一路经电感LR1后接无线传输芯片U1的4脚，第二路经电容CR1后分别与电感LR2的一端以及开关芯片UPG2214TK的1脚连接，电感LR2的另一端分别与电容CR2的一端以及无线传输芯片U1的4脚，电容CR2的另一端接地，开关芯片UPG2214TK的1脚上并联有滤波电容C12；开关芯片UPG2214TK的4脚经电容C10接地，开关芯片UPG2214TK的5脚经电感LM1后与天线ANT连接，电容CM2并联在所述UPG2214TK的5脚上，开关芯片UPG2214TK的6脚经电容C9接地；开关芯片UPG2214TK的5脚和9脚悬空，开关芯片UPG2214TK的7脚和8脚为程序输入引脚，所述开关芯片UPG2214TK的18脚接晶振产生模块，所述开关芯片UPG2214TK的其它引脚与无线模块的主控芯片上的相应引脚连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述通信系统利用无线网络通信技术，综合应用了嵌入式系统、数据库技术，从硬件到软件进行设计并实现了中央空调的远程监控功能。该中央空调远程监控系统能正常完成本地控制台的大部分功能，并且设计新颖、工作可靠、管理方式灵活高效，其设计实现方法对于目前同类中央空调产品具有积极意义。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明中集中控制器的主控电路原理图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是图2中B处的放大图；

图5是图2中C处的放大图；

图6是图2中D处的放大图；

图7是图2中E处的放大图；

图8是图2中F处的放大图；

图9是所述接口模块原理图；

图10-图11是所述电源模块的原理图；

图12-图14是所述自适应10/100M以太网接口电路原理图；

图15是所述无线控制器中的主控芯片U2原理图；

图16是所述无线控制器中连接器SMD-25的原理图；

图17-图18是所述无线控制器中半双工电路的原理图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本发明公开了一种商用空调无线通信系统，包括监控终端、集中控制器、无线控制器和无线传输模块，所述监控终端与集中控制器之间通过路由器上的网口或WIFI接口进行双向数据交互，所述无线传输模块布置于空调的室外机上，每一组空调室内机对应一个无线控制器，无线控制器通过串口与所述空调室外机上的进行数据交互，无线传输模块通过无线网络与无线控制器进行数据交互，空调室内机和室外机的运行参数通过无线控制器进行采集，无线控制器将上述参数依次通过集中控制器、路由器上传至监控终端进行显示和处理，监控终端依次通过路由器、集中控制器和无线控制器将控制命令下传至空调室内机，空调室内机控制空调室外机运行。

所述集中控制器包括主控电路和自适应10/100M以太网接口电路。所述主控电路包括ARM主控芯片U3，主控芯片上设有接口模块、电源滤波模块、时钟模块、看门狗模块和电源模块，如图2-9所示。

集中控制器主控电路的主控芯片U3选用STM公司基于Cortex™-M3内核32位ARM单片机STM32F107VB。该单片机使用ARM最新的、先进架构的Cortex-M3内核，优异的实时性能，杰出的功耗控制，出众及创新的外设，最大程度的集成整合，易于开发，可使产品快速进入市场。STM32F107VB互联系列微控制器特色亮点是内置10/100M以太网媒体访问控制器（MAC），支持10/100M自适应，全双工半双工自适应。

如图8所示，所述看门狗模块包括芯片706S型看门狗芯片U4，所述U4的1脚分为两路，第一路经电阻R38接电源，第二路经电阻R32接U4的8脚，芯片U4的2脚接电源，且该引脚上并联有滤波电容C22，芯片U4的3脚和4脚接地，芯片U4的5脚悬空，芯片U4的6脚分为两路，第一路与所述主控芯片U3的WDI引脚连接，第二路经电阻R42后分为两路，第一路与电源连接，第二路经过电阻R44后分别与电池的电源输出端以及主控芯片U3的VBAT引脚连接，芯片U4的7脚经电阻R39后分为三路，第一路与主控芯片U3的NRST引脚连接，第二路经电阻R41接电源，第三路经电容C23接地。

如图5所示，所述主控电路还包括基准电压输入模块，包括电感L3-L4，电感L4的一端依次经电容C40、电阻R47后与电容C39的一端连接，电容C39的另一端与电感L4的另一端连接，电感L4与电容C39的结点接电源，电感L4与电容C40的结点接电源，电容C39与电阻R47的结点接地，电容C40与电阻R47的结点接地，电感L3的一端接电感L4与电容C40的结点，电感L3的另一端接主控芯片U3的VREF+引脚，VREF+引脚上并联有滤波电容C41，主控芯片U3的VDDA引脚接电感L3与电感L4的结点。

如图9所示，所述接口模块包括RS232接口模块、RS485接口模块以及CAN接口模块，接插件DB9的1脚和4脚悬空，5脚接地，接插件DB9的2脚与RS232收发器U8的T2OUT引脚连接，接插件DB9的3脚与RS232收发器U8的R2IN引脚连接，RS232收发器U8的T2IN引脚与主控芯片U3的UART2 TX引脚连接，RS232收发器U8的R2OUT引脚与主控芯片U3的UART2 RX引脚连接，接插件DB9的5脚经电阻R49与CAN芯片U6的CANH引脚连接，接插件DB9的6脚经电阻R48与CAN芯片U6的CANL引脚连接，CAN芯片U6的TXD引脚与主控芯片U3的CAN TXD引脚连接，CAN芯片U6的RXD引脚与主控芯片U3的CAN RXD引脚连接，接插件DB9的8脚经电阻R53与RS485收发器U7的A引脚连接，接插件DB9的7脚经电阻R52与RS485收发器U7的B引脚连接，RS S485收发器U7的R0_RXD引脚与主控芯片U3的UART4 RX引脚连接，RS S485收发器U7的DI_TXD引脚与主控芯片U3的UART4 TX引脚连接。

如图10-11所示，所述电源模块包括整流桥MB6S、电源芯片MC34063AD和LM1117MPX_3.3，电源的输入端与整流桥MB6S的输入端连接，整流桥MB6S的正极输出端经保险F1后分为三路，第一路与电阻R4的一端连接，第二路与电源芯片MC34063AD的6脚连接，第三路经二极管D1后接地；电阻R4的另一端分别与电源芯片MC34063AD的1脚、7脚和8脚连接，电容C6和电容C7并联在电源芯片MC34063AD的6脚与地之间，电源芯片MC34063AD的4脚接地，电源芯片MC34063AD的3脚经电容C8后接地，电源芯片MC34063AD的2脚分为两路，第一路经二极管D2接地，第二路与电感L1的一端连接；电感L1的另一端分为四路，第一路依次经电阻R5、电阻R10后接地，第二路经电容C1接地，第三路经电容C2接地，第四路与电源芯片LM1117MPX_3.3的3脚连接；电源芯片MC34063AD的5脚接电阻R5与电阻R10的结点；电源芯片LM1117MPX_3.3的1脚接地；电源芯片LM1117MPX_3.3的2脚和4脚合并后分为三路，第一路经电容C4接地，第二路经电容C3接地，第三路依次经电阻R6和发光二极管D4后接地，电源芯片LM1117MPX_3.3的2脚和4脚为所述电源模块的电源输出端。

如图12-14所示，所述自适应10/100M以太网接口电路包括以太网芯片U10，U10使用DM9161AE，接口RJ1的1脚接芯片U10的TX+引脚，接口RJ1的2脚接芯片U10的TX-引脚，接口RJ1的3脚接芯片U10的RX+引脚，接口RJ1的1脚和2脚之间设有电阻R14、电阻R15和电容C11，接口RJ1的2脚和3脚之间设有电阻R16、电阻R17和电容C12；接口RJ1的4脚和5脚接电源，且3脚和4脚上并联有滤波电容C9；接口RJ1的6脚接芯片U10的RX-引脚，接口RJ1的7脚悬空，接口RJ1的8脚接地；接口RJ1的9脚经电阻R20接电源，接口RJ1的10脚接分为两路，第一路接芯片U10的LINK/ACTLED/OP2引脚，第二路经电阻R37接电源；接口RJ1的11脚接分为两路，第一路接芯片U10的FDX/COLLED/OP0引脚，第二路经电阻R35接电源；芯片U10的SPEEDLED/OP1引脚经电阻R36接电源；芯片U10的AVDD引脚接电源，且该引脚上并联有电容C13和电容C14；所述芯片U10的REF_CLK/XT2引脚上连接有晶振发生器X3；芯片U10的其它引脚与集中控制器上的相应引脚连接。

如图15-18所示，所述无线控制器包括主控芯片U2、连接器SMD-25和半双工电路，所述U2使用STM8S103Fx/TSSOP20型处理器，所述控芯片U2通过连接SMD-25与所述半双工电路连接。

如图17-18所示，所述半双工电路包括无线传输芯片U1，U1使用SI4432，所述芯片U1的1脚和12脚与电源连接；芯片U1的2脚分为两路，第一路经电感LC1与电源连接，电容C1、电容C2和电容C3并联在电源的输入端，第二路与电容C0的一端连接，电容C0的另一端经分为两路，第一路依次经电容CHM、电阻RHM后接地，第二路与天线开关芯片UPG2214TK的3脚连接；无线传输芯片U1的3脚分为两路，第一路经电感LR1后接无线传输芯片U1的4脚，第二路经电容CR1后分别与电感LR2的一端以及开关芯片UPG2214TK的1脚连接，电感LR2的另一端分别与电容CR2的一端以及无线传输芯片U1的4脚，电容CR2的另一端接地，开关芯片UPG2214TK的1脚上并联有滤波电容C12；开关芯片UPG2214TK的4脚经电容C10接地，开关芯片UPG2214TK的5脚经电感LM1后与天线ANT连接，电容CM2并联在所述UPG2214TK的5脚上，开关芯片UPG2214TK的6脚经电容C9接地；开关芯片UPG2214TK的5脚和9脚悬空，开关芯片UPG2214TK的7脚和8脚为程序输入引脚，所述开关芯片UPG2214TK的18脚接晶振产生模块，所述开关芯片UPG2214TK的其它引脚与无线模块的主控芯片上的相应引脚连接。

SI4432在无线网络只是起到信号传输作用，不具备数据处理的功能，所以还加一个单片机去处理数据，这里选用STM公司出的一款内核为STM8的单片机，型号为STM8S103F，这款单片机具有体积小，性能稳定，抗干扰能力强，安全，处理速度快，外设接口丰富等特点。

无线网络是采用915M频段的，用高性能的 Silicon Labs EZRadioPRO系列ISM频段无线芯片SI4432，此款芯片接收灵敏度可以到-121dbm，因其发射功率大，接收灵敏度高，可以传输到上千米的距离，素有“穿墙王”之称。它可以穿越多层钢筋混凝土墙，是做智能家居、无线点菜、工业遥控器等的最佳无线模块。无线网络协议采用“密码+IP地址+频段”通过一定的算法得出唯一的网络，有效地减少同频干扰，同产品的干扰，有效防止他人盗用几率，增加网络安全。监控终端主要处理密码输入，IP地址设定，定时任务设定，时间的同步，处理一些重要数据。

无线网络软件协议设计：数据打包发送，包的格式为：帧头+IP地址+密码+数据长度+数据+CRC检验值。帧头:分为 数据帧与指令帧，长度都为1字节；IP地址: 长度为2个字节，须用户自己设定。密码: 由用户自己设定，长度为6个字节；数据长度：即是传输数据个数，占一个字节；数据：最长可以32个字节；CRC检验值：CRC检验区域为 帧头+IP地址+密码+数据长度+数据 得出2个字节的CRC检验值，其多项式为：

无线网络采用一主多从的方式进行组网，由主机轮询从机收集信息的形式，从机处于被动方式，由主机分配网络主权，当获得网络主权的从机在发送完一包数据后必须释放网络；从机之间不能相互传递数据。

所述通信系统利用无线网络通信技术，综合应用了嵌入式系统、数据库技术，从硬件到软件进行设计并实现了中央空调的远程监控功能。该中央空调远程监控系统能正常完成本地控制台的大部分功能，并且设计新颖、工作可靠、管理方式灵活高效，其设计实现方法对于目前同类中央空调产品具有积极意义。