本发明属于自动化和节能环保领域，具体的说是一种电地热室内温度控制系统及其控制方法。
背景技术：
目前，当今包括居民楼以及写字楼在内的很多楼宇，已经逐渐的摒弃了传统的水供暖系统，逐渐的转向了电热供暖方式，这种现状尤其在北方城市更显突出，但采暖供热方式仍以集中供暖为主，集中供暖存在严重的能源浪费现象，如白天用户去上班家中无人、学生去教室上课宿舍无人，到晚上教室、办公室无人，暖气却不停；当供热造成室内温度过高时，用户不得不开窗降温造成能源浪费。
技术实现要素：
本发明提供了一种电地热室内温度控制系统及其控制方法，可以对室内供暖采取按需供暖，用户可以通过电容触摸屏或手机自行设定室内温度，也可以按自主模式和在家模式以及度假模式分别设定该工作模式下的时间段的起始点以及本时间段内的温度以及控制电地热供暖的启动和停止工作，不仅可保证居住环境温度舒适，还能节省能源，解决了目前电供暖的温度控制系统存在控制不灵活且不节能的问题。
本发明技术方案结合附图说明如下：
一种电地热室内温度控制系统，该系统包括主控芯片1、温度传感器模块2、zigbee模块3、时钟模块4、存储单元模块5、wifi模块6、电容触摸屏模块7、执行器模块8、继电器模块9、云服务器10、发热电缆11和串口模块13；所述的存储单元模块5通过i2c总线与主控芯片1进行数据传输；所述的zigbee模块3、时钟模块4通过串行接口与主控芯片1进行连接；所述的温度传感器模块2通过无线信号与主控芯片1数据传输；所述的执行器模块8安装在供暖暖气上并通过导线与主控芯片1相连；所述的继电器模块9由主控芯片1控制，并且与执行器模块8相连；所述的发热电缆11与继电器模块9相连；所述的串口模块13通过串行接口与主控芯片1进行连接；所述的电容触摸屏模块7通过排线与主控芯片1相连；所述的wifi模块6通过串口通信的方式与主控芯片1进行数据通信；所述的主控芯片1通过wifi模块6与云服务器10进行通信和数据传输。
该系统还包括手机端12；所述的云服务器10通过手机网络与手机端12通信；所述的手机端12通过wifi模块6与主控芯片1之间通信。
一种电地热室内温度控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、系统初始化；
步骤二、存储单元模块5初始化；
步骤三、执行器模块8初始化；
步骤四、电容触摸屏模块7初始化；
步骤五、zigbee模块3用于近距离数据传输，wifi模块6用于无线通信，主控芯片1通过zigbee模块3和wifi模块6与云服务器10进行数据传输和无线通信；
步骤六、电容触摸屏模块7或手机端12用于作为人机交互界面，用户通过电容触摸屏模块7或手机端12选择合适运行状态，运行状态包括程序控制状态和人工设置状态，其中程序控制状态下包括日常模式、在家模式和度假模式，每个工作模式下的时间段和温度由用户自己设定和修改或者通过人工设置自行设定某时间段内的温度；设定完成后，运行状态将自动保存到存储单元模块5中,主控芯片1接收到该温度控制信号，温度控制信号包含有室内温度需要达到的设定温度值m1和用户设定的某时间段；
步骤七、时钟模块4用于对不同日期、特定日期以及时间的控制，通过时钟模块4显示当前实际时间，主控芯片1判断当前时间是否处于用户设定的某时间段内，如果是则执行步骤九，否则执行步骤八；
步骤八、执行器模块8采用电热型阀门则直接安装在供暖暖气上并通过导线与主控芯片相连，主控芯片1通过控制信号控制继电器模块9，使其处于关断状态，停止对发热电缆11的加热；
步骤九、温度传感器模块2用于采集室内温度，通过温度传感器模块2采集当前室内实际温度m2，主控芯片1判断m2是否小于设定温度值m1，如果是则执行步骤十，否则执行步骤八；
步骤十、执行器模块8采用电热型阀门则直接安装在供暖暖气上并通过导线与主控芯片相连，主控芯片1通过控制信号控制继电器模块9，使其处于导通状态，从而控制发热电缆11加热，直到达到所设定的温度值。
步骤六中所述的日常模式的运行时间为上班时间周一至周五，包括三个温度时间段：上班期间、在家期间和晚上休息期间；所述的在家模式的运行时间为周六和周天休息时间，其中包括白天和晚上休息两个时间段；所述的度假模式的运行时间是在用户出去旅游期间，家中无人居住的时间。
本发明的有益效果为：
用户能够根据实际需要随时随地控制电地热室内温度，并且主控芯片能够根据当前日期和时间进行判断，自动选择适合运行模式，使用户回到家时，室内温度刚好达到设定的温度，使用户得到最舒适体验，也节省了能源；并且根据用户自身需要情况控制所述供暖阀门开启或关闭，使用户灵活使用供暖。
附图说明
图1为本发明的电路原理连接框图；
图2为本发明的流程图；
图3为本发明中手机端的显示和控制图；
图4为本发明中电容触摸屏参数设置框图。
具体实施方式
参阅图1和图3,一种电地热室内温度控制系统，该系统包括主控芯片1、温度传感器模块2、zigbee模块3、时钟模块4、存储单元模块5、wifi模块6、电容触摸屏模块7、执行器模块8、继电器模块9、云服务器10、发热电缆11和串口模块13；所述的存储单元模块5通过i2c总线与主控芯片1进行数据传输；所述的zigbee模块3、时钟模块4通过串行接口与主控芯片1进行连接；所述的温度传感器模块2通过无线信号与主控芯片1数据传输；所述的执行器模块8安装在供暖暖气上并通过导线与主控芯片1相连；所述的继电器模块9由主控芯片1控制，并且与执行器模块8相连；所述的发热电缆11与继电器模块9相连；所述的串口模块13通过串行接口与主控芯片1进行连接；所述的电容触摸屏模块7通过排线与主控芯片1相连；所述的wifi模块6通过串口通信的方式与主控芯片1进行数据通信；所述的主控芯片1通过wifi模块6与云服务器10进行通信和数据传输。
该系统还包括手机端12；所述的云服务器10通过手机网络与手机端12通信；所述的手机端12通过wifi模块6与主控芯片1之间通信。
所述的主控芯片1为主控核心，可以采用stc12c5a60s2系列芯片，stc12c5a60s2系列芯片是宏晶科技推出的新一代芯片，具有超强抗干扰、抗静电能力。
所述的温度传感器模块2用于采集室内温度，可以采用数字式ds18b20温度传感器，是由dallas公司生产的单总线数字式温度传感器.
所述的zigbee模块3用于近距离数据传输，采用德州电子公司的soc型号zigbee模块，模块的核心为cc2530芯片，芯片通过串行接口与单片机进行连接。
所述的时钟模块4用于对不同日期、特定日期以及时间的控制，采用ds1302芯片，可以采用dallas公司推出的消流充电时钟芯片，由于其体积小、功耗低、接口容易且占用少等优点，芯片通过串行接口与主控芯片进行连接。
所述的存储单元模块5是一种可以在计算机或其它专用设备上擦除原有数据信息再重新编程写入新数据信息的存储芯片，该芯片在掉电后内部数据不会丢失，具有保护功能，可以采用at24c02，at24c02是美国atmel公司生产的低功耗cmos型e2prom。
所述的wifi模块6用于远距离的控制主板和手持终端的通信。
所述的电容触摸屏模块7用于作为人机交互界面，采用2.4寸tft触摸屏，接口类型为8位数据接口；可以通过电容触摸屏模块7对主控芯片运行状态包程序控制状态和人工设置状态，也可以通过手机端12进行程序控制状态和人工设置状态、预先设定温度以及控制电地热的开启和关闭等操作。当用户不在家时，可以通过手机端12对电地热室内温度进行控制，同样也可以在手机设置界面选择合适的运行状态，对时间段、温度以及系统时间进行设置。
所述的执行器模块8采用电热型阀门则直接安装在供暖暖气上并通过导线与主控芯片相连，主控芯片通过控制信号控制继电器，使其处于导通和关断两种不同状态。
所述的继电器模块9用于控制电热执行器是否加热，与电热型阀门的一端相连接。
所述的云服务器10是面向各类互联网用户提供综合业务能力的服务平台。
所述的串口模块13，用于建立主控芯片与上位机之间的数据通信，也可以为主控芯片提供下载程序使用，采用rs232串行通信的方式。
参阅图2和图4，一种电地热室内温度控制方法如下：
系统初始化完成后，在自动运行界面下点击“进入系统设置”按钮，会显示设置界面，用户可以根据设置界面选择合适的运行状态进行时间段及温度值的设定，运行状态包括程序控制和人工设置两种状态，其中控制程序控制包括日常模式、在家模式和度假模式，可提前分别设定好该工作模式下的时间段的起始点以及本时间段内的温度，在当开机后，主控芯片1读取系统当前日期和时间进行判断，自动选择适合运行模式，用户也可以通过手动选择所需运行的模式，也可以通过人工设置按自身需要自行设定某时间段内的温度，当对主控芯片完成所有参数设置时，点击确认按钮，已完成设置的参数会被存储在存储单元模块5中。
当系统没有接收到任何设置指令时，系统根据当前的时间运行在程序控制状态，当系统接收到设置指令时，系统会读取相应的设置指令，并进入系统设置，当系统遇到上位机发送中断请求信号时，系统进入中断响应。主控芯片1进入中断响应后，上位机通过读取操作，并会采集主控芯片1的系统时间、温度以及继电器的导通和关断两种不同状态等实时信号。上位机也可通过写数据给主控芯片1，此时的操作功能与人工设置主控芯片1的时间、温度等参数具有相同的功能，由于上位机与主控芯片1之间通过半双工通信，因此读、写操作不能在同一时刻进行，当上位机发送跳出中断命令时，主控芯片1进入自动运行状态，如果上位机已经对主控芯片1进行了写操作，此时主控芯片1便根据上位机写操作参数进入自动运行状态。
具体包括以下步骤：
步骤一、系统初始化；
步骤二、存储单元模块5初始化；
步骤三、执行器模块8初始化；
步骤四、电容触摸屏模块7初始化；
步骤五、zigbee模块3用于近距离数据传输，wifi模块6用于无线通信，主控芯片1通过zigbee模块3和wifi模块6与云服务器10进行数据传输和无线通信；
步骤六、电容触摸屏模块7或手机端12用于作为人机交互界面，用户通过电容触摸屏模块7或手机端12选择合适运行状态，运行状态包括程序控制状态和人工设置状态，其中程序控制状态下包括日常模式、在家模式和度假模式，每个工作模式下的时间段和温度由用户自己设定和修改或者通过人工设置自行设定某时间段内的温度；设定完成后，运行状态将自动保存到存储单元模块5中,主控芯片1接收到该温度控制信号，温度控制信号包含有室内温度需要达到的设定温度值m1和用户设定的某时间段；
步骤七、时钟模块4用于对不同日期、特定日期以及时间的控制，通过时钟模块4显示当前实际时间，主控芯片1判断当前时间是否处于用户设定的某时间段内，如果是则执行步骤九，否则执行步骤八；
步骤八、执行器模块8采用电热型阀门则直接安装在供暖暖气上并通过导线与主控芯片相连，主控芯片1通过控制信号控制继电器模块9，使其处于关断状态，停止对发热电缆11的加热；
步骤九、温度传感器模块2用于采集室内温度，通过温度传感器模块2采集当前室内实际温度m2，主控芯片1判断m2是否小于设定温度值m1，如果是则执行步骤十，否则执行步骤八；
步骤十、执行器模块8采用电热型阀门则直接安装在供暖暖气上并通过导线与主控芯片相连，主控芯片1通过控制信号控制继电器模块9，使其处于导通状态，从而控制发热电缆11加热，直到达到所设定的温度值。
当用户在家中时，通过温控器上的电容触摸屏模块7或手机端12，可以按自主模式和在家模式以及度假模式分别设定该工作模式下的时间段的起始点以及本时间段内的温度，也可以通过人工设置温度、预先设定温度和控制电地热的启动和关闭工作，从而使用户到家之前室内温度正好达到目标温度；当用户外出时，可以通过手机网络进行以上功能操作，同时，电容触摸屏模块7或手机端12上会显示当前的运行状态、实际房间的温度、设定的温度值以及系统时间等信息，从而实现用户远程实时监控、设置和控制电地热室内温度，不仅保证了居住环境温度的舒适，还能达到节省能源的目的。