一种窄带组网温控系统及其组网方法与流程

本发明涉及温度控制领域，尤其涉及一种通过无线通信技术传输控制信号的中央空调温控系统及其组网方法。

背景技术：

中央空调在各大中型民用、商用建筑中的广泛使用的同时也带来了严重的能耗问题。据不完全统计，中央空调系统的电耗一般占整座建筑电耗的30％～50％左右，建筑能耗则占全国总能耗的三分之一左右，因此提高能源利用率是我国能源可持续发展的方向。大多数中央空调末端只做本地有线控制，即特定的温控器只能通过电缆线和数据采集模块进行通信，然后由采集模块上传数据至系统后台。

参考2016年8月31日公告的中国实用新型专利第cn205536384u号揭露了一种中央空调远程监控与控制机组控制系统，包括空调外机机组、室内线控器、若干室内温控器，空调外机机组内设有控制室，控制室内设有主控制器、通讯集成电路，通讯集成电路与主控制器连接，室内线控器分别通过rs485通讯线与主控制器、通讯集成电路通讯连接，若干室内温控器均通过rs485通讯线与通讯集成电路通讯连接。这种控制系统的缺陷在于采用电缆、金属导线布线组网，因此组网的灵活性差，施工难度大，尤其对既有建筑的改造，将花费大量的人力和材料成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种组网方便，维护成本低廉的窄带组网温控系统。

为解决上述技术问题，本发明揭露以下技术方案：提供一种窄带组网温控系统，其包括中央控制平台，与中央控制平台之间通过有线通信的若干区域控制器，以及与区域控制器之间通过无线通信的若干无线温控器，所述无线温控器分别同时与多个区域控制器之间建立窄带通信链路，并通过不同的区域控制器上传数据包至中央控制平台，中央控制平台通过分析来自不同通信地址的区域控制器上传的数据包后建立最优信号传递链路，并通过最优信号传递链路传达指令给无线温控器。

进一步地，所述区域控制器包括主控制器、与无线温控器之间建立通信链路的无线通信模块、与中央控制平台之间建立通信链路的以太网通信模块，以及显示模块和供手动操作以分配差异化地址编码的第一按键模块。

进一步地，所述无线温控器包括主控制模块、与区域控制器之间建立通信链路的无线通信模块、与主控制模块之间通信并用于检测环境温度的温度检测模块，以及显示模块和供手动操作以设定温度参数与通信地址的第二按键模块。

进一步地，所述窄带组网温控系统用于控制具有风机和电动阀的中央空调，所述无线温控器进一步包括与主控制模块之间通信的风机控制模块和电动阀控制模块，所述风机控制模块和电动阀控制模块接收到主控制模块发出的指令后分别对风机和电动阀进行控制。

进一步地，所述无线温控器进一步包括数据存储模块。

本发明所要解决的技术问题还在于提供一种低能耗的窄带组网温控系统的组网方法。

本发明所要解决的上述技术问题是通过以下技术方案实现的：提供一种窄带组网温控系统组网方法，其包括：

提供一个具有运算功能的中央控制平台；

提供若干区域控制器，各区域控制器包括以太网通信模块以便与中央控制平台之间实现有线通信，所述各区域控制器还进一步包括无线通信模块以及用以设定差异化通信地址的按键模块；

提供若干无线温控器，其中各无线温控器设有无线通信模块并与区域控制器之间建立窄带通信链路；

所述中央控制平台通过区域控制器与无线温控器之间以双向、多链路的方式传递数据包，中央控制平台通过分析来自不同通信地址的数据包后建立最优信号传递链路。

进一步地，所述无线温控器内设有主控制模块以及与主控制模块之间通信的风机控制模块、电动阀控制模块。

进一步地，所述无线温控器内进一步设有数据存储模块和用以设置温度参数及通信地址的第二按键模块和温度检测模块。

进一步地，所述无线温控器内进一步设有显示模块，所述温度检测模块所检测到的温度以及通过第二按键模块设置的温度参数都会在显示模块中显示并存储于数据存储模块中。

相较于现有技术，符合本发明的窄带组网温控系统及其组网方法在节约能耗的基础上不必在墙体上开孔布线，解决了有线组网施工改造难度大，开发成本高等问题，大大提高了系统改造的效率。

附图说明

图1是符合本发明的窄带组网温控系统的组网示意图。

图2是图1所示的无线温控器的结构示意图。

图3是图1所示的区域控制器的结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明所要揭露的窄带组网温控系统100主要被用于各类中央空调上，可被广泛用于大型楼宇、工厂等需要集中制冷、制热的建筑中，通过风机(未图示)和位于各类管道内的电动阀(未图示)来实现对环境温度的实时控制。所述窄带组网温控系统100包括中央空调控制平台30(下文简称中央控制平台30)，与中央控制平台30之间通过网络通讯协议(tcp/ip协议)有线通信的若干区域控制器20(图1所示区域控制器1，区域控制器2至区域控制器n)，以及与区域控制器20之间建立窄带通信链路的若干无线温控器10(图1所示无线温控器1，无线温控器2至无线温控器n)，所述无线温控器10同时与多个区域控制器20之间在设定的窄带工作频率上传输无线信号，以间隔几分钟一次的频率向多个区域控制20发送心跳数据包，并通过区域控制器20传输至中央控制平台30以建立完整的通信链路。所述中央控制平台30通过区域控制器20与无线温控器10之间以双向、多链路的方式传递数据包，中央控制平台30通过分析来自不同通信地址的区域控制器20上传的数据包后，与无线温控器10之间建立最优信号传递链路，再将指令通过这条最优信号传递链路传达至无线温控器10。

所述无线温控器10内设有主控制模块11，与区域控制器20之间建立无线窄带通信链接的无线通信模块12，给无线温控器10内的各模块供电的电源模块13，用于检测环境温度并实现模拟信号和数字信号之间转换的温度检测模块14，可显示温度和参数的显示模块15，供手动操作以设定温度和通信地址的第二按键模块16，控制风机运转状态的风机控制模块17，控制各种管道内电动阀开、关的电动阀控制模块18，以及防止在掉电情况下丢失参数的数据存储模块19。所述主控制模块11用于无线温控器10内各个模块的统一协调控制，并用于接收和分析运算来自各区域控制器20发出的指令。

所述区域控制器20内设置有主控制器21，与无线温控器10之间建立无线窄带通信的无线通信模块22，向区域控制器20内的各模块供电的电源模块23，显示运行参数的显示模块24，用于手动设置区域控制器20设备号的第一按键模块25，以及用于与中央控制平台30建立前述有线通信的以太网通信模块26。所述主控模块21用于区域控制器20内各模块的协调控制并接收和向无线温控器10传输来自中央控制平台30的指令。所述无线通信模块12及无线通信模块22内分别包括窄带射频收发器(未图示)，所述窄带射频收发器内设有基于窄带频段传输的无线通信芯片。优选地，所述无线通信模块12及无线通信模块22内还分别设有窄带天线(未图示)以增强无线窄带信号的收发效果。可以充分发挥窄带技术传输距离远，功耗低的优势。

在具体实施方式中，无线温控器10每隔几分钟上传心跳数据包至中央控制平台30，中央控制平台30可以建立或者更新通讯链路。数据包从无线温控器10会到达多个区域控制器20，无线通信模块22进行接收，区域控制器20的主控模块21加上无线报文信号强度再通过以太网通信模块26上传给中央控制平台30。所述区域控制器20的通信地址、端口号等设置信息用户可通过连接pc进行设置，区域控制器20的设备号通过第一按键模块25上的按键进行配置。

中央控制平台30建立完整通信链路后，分析区域控制器20上传的信号强度建立最优链路以及无线温控器10的通信地址和区域控制器20的通信地址的映射表项，选择最优链路下发控制命令。数据包通过以太网传给对应通信地址的区域控制器20。无线通信模块22将数据包透传在设定的窄带工作频率上，无线通信模块12接受并解析报文目的地址及校验码，如果地址及校验码正确，则进行数据解析，否则丢弃。

电源模块13可将交流市电转换为直流电为包括主控制模块11在内的各个模块供电。温度检测模块14周期性进行室内温度的检测，将检测到的温度模拟信号转换成数字信号并提供给主控制模块11使用，主控制模块11通过算法比较用户通过第二按键模块16输入的设定温度、风速等参数。通过风机控制模块17和电动阀控制模块18使用户的设置温度参数与温度检测模块14采集的温度接近。温度检测模块14检测的室内温度以及用户通过按键模块16设置的运行参数都会在显示模块15中显示，以便用户直观地调控室内温度和监控中央空调的运行状态，同时会将上述参数在数据存储模块19进行存储，保证掉电不丢失。

通过显示模块24可以检查中央控制平台30和区域控制器20，以及区域控制器20和无线温控器10之间的通信状况。所有数据最终汇集到中央控制平台30，通过中央控制平台30可以监控所有无线温控器10的实时运行数据。当发现窄带组网温控系统100的中某个无线温控器10自身运行不正常或者某个无线温控器10所在环境温度异常时，可以进行远程控制，实时设定无线温控器10的工作状态。

综上所述，本发明同时还揭露了一种窄带组网温控系统100的组网方法，该方法包括以下步骤：

提供一个具有运算功能的中央控制平台30；

提供若干区域控制器20，各区域控制器20包括以太网通信模块26以便与中央控制平台30之间实现有线通信，所述各区域控制器20还进一步包括无线通信模块22以及用以配置差异化通信地址的第一按键模块25；

提供若干无线温控器10，其中各无线温控器10设有无线通信模块12并与区域控制器20之间建立窄带通信链路。

所述中央控制平台30通过区域控制器20与无线温控器10之间以双向、多链路的方式传递数据包，中央控制平台30通过分析来自不同通信地址的数据包后建立最优信号传递链路，进而实现高效、节能的组网办法。

请再次参考图1至图3所示，图中单向箭头表示元器件至下一个元器件之间单向通信，双向箭头表示两个元器件之间双向通信，各元器件之间的通信方向在此不再一一赘述。由于采用了无线窄带通信技术，符合本发明的窄带组网温控系统100及其组网方法克服了打孔布线、耗电量大等缺陷，具有功耗小，组网施工方便的优势。