专利名称：双温智能型一体化空调计费器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计费器，具体涉及一种空调计费器。
在空调建筑中，各个用户必须因使用空调而支付相应的费用，在智能建筑中，冷热计费已纳入国家相关政策。但是现在还没有一种与之相适应的智能空调计费器，而是采用人工估算、费用摊派的方式进行收取或者直接采用租用的方式计费，人为因素和随意性大，原始落后，计费不准，无数据显示和对风机的智能控制。
本实用新型之目的旨在提供一种智能化程度高、计量准确、功能齐全、结构简单、安装与施工极为方便、不需改动空调系统、并具有风机控制功能的双温智能型一体化空调计费器。
本实用新型技术解决方案是这种双温智能型一体化空调计费器由电源、计费器及其连线组成，电源完成220V交流转换为传感器和集成电路芯片所需直流电压，计费器由面板和电路板组成，电路为温度传感器经信号放大电路放大后变为一定值的电压信号，送A/D模块，变为数字信号，输入CPU芯片，完成温度信号的采集，CPU芯片是本实用新型的核心，将采集到的温度和通过载波通讯传来的数据进行处理，借助内置的计费软件，完成用户空调冷热量计费，同时，根据软件要求，输出空调风机运行的控制信号，并将用户数据上传给上位计算机，空调风机的控制信号经信号处理电路进行处理后，触发驱动电路的不同接通方式，进而接通相应的接触器，控制空调风机的运行，数据上传由电力载波通讯模块完成，同样，上位计算机也将数据下传到各用户计费器，完成数据通讯，液晶显示器由单片机CPU控制，与单片机并行接口连接，按内置固定程序进行数据显示。
本实用新型在测量空调房间温度、室外环境空气温度和获得建筑围护结构类型资料的基础上，根据专门的计算软件，得到用户逐时和一段时间的空调冷热量，再由与之相连的计费网络，核算该用户的空调冷热量。本计费器内还具有空调机组风机转速控制功能，室内温度传感器采集数据与用户设定温度之差自动控制风机转速。计费器用极少的价廉传感器获取用户及空调系统资料，根据专门软件能自动得到用户的空调冷热量，具有智能的特点。因此，本实用新型设计合理、计量准确、功能齐全，结构简单，安装与施工极为方便，不需改动空调系统，而且还具备风机自动控制功能，在使用时可省略专用风机控制器，(俗称“开关”)，使风机控制与空调计费功能和硬件一体化。本产品以计费网络形式使用，是一种高科技的新产品。
图1为本实用新型原理框图图2为本实用新型电路图
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明本实用新型由电源盒、计费器盒及其连线组成。电源盒完成220V/50Hz交流转换为传感器和集成电路芯片所需直流电压，计费器盒由面板和电路板组成。在面板上，有液晶显示区和操作按钮区(包括电源开关铵钮、空调运行模式按钮、复位按钮及温度设定按钮等)。液晶区能够显示用户室内外空气温度、空调运行模式、风速及运行时间、房间设定温度、空调冷热量、应付费用及故障信号。各种按钮完成相应的操作。空调运行模式按钮在手动方式下将空调风机按供冷或供热模式控制运行，温度设定按钮用于改变房间温度设定值，复位按钮供计费器工作出现不稳定时用。电路板上设置了室温传感器、变送电路、风机运转状态信号采集电路和单片机其它集成电路，并且设置了远传通讯接口，用来与机房的上位机双向传输数据。远传通讯采用电力载波方式，现场安装计费器时，不需敷设专用通讯电缆。最大传输距离可达3Km。电路板上还设置了数据保存芯片E2PROM，断电时长时间保存数据。电源盒与计费器盒之间用RVVP型7芯屏蔽电缆连接。
参见图1，温度传感器(热敏电阻或AD590)经信号放大后变为1～5V电压信号，送入A/D模块，变为数字信号，输入CPU芯片，由单片机完成温度信号的采集。信号放大电路所需的+5V/±12V电源、A/D模块和CPU芯片所需的+5V电源及信号处理与信号驱动电路所需的直流电源等均由整流稳压模块提供。整流稳压模块将220V交流电经整流成直流后稳压，得到+5V和±12V直流电源，同时，还直接提供220V交流给继电器组。CPU芯片是本产品的大脑，负责将采集到的温度和通过载波通讯传来的数据进行处理，借助内置的计费软件，完成用户空调冷热量计费，同时，根据软件要求，输出空调风机运行的控制信号，并将用户数据上传给上位计算机。空调风机的控制信号为1～5V，信号处理电路将该控制信号进行处理，触发驱动电路的不同接通方式，进而接通相应的接触器，控制空调风机的运行。数据上传由电力载波模块完成。载波模块将数据转换成一定格式的代码上传到上位机，在上位机对这种格式的代码进行翻译即“解码”完成数据通讯。同样上位机也将数据下传到各用户计费器。液晶显示器由单片机CPU控制，与单片机并行接口连接，按内置固定程序进行数据显示。
信号设置用于空调风机控制。如室温设定、风速选择等。
参见图2，本实用新型主控器采用89C52单片机，通过ADC0809A/D转换芯片，将温度、流量等模拟信号转换成数字信号，在CPU中进行处理后，一方向由SMG019254A液晶显示芯片将有关量显示出来另一方面由电力载波芯片CW-2000将有关信息传送至上位机，整个装置设计如下A/D转换模块单片机89C52P0口(P00-P0.7引脚为39-32)为地址、数据复用口，在ALE的下降沿出现地址信号，因此需用一片373锁存器把地址信息锁存起来。373锁存器3脚、18脚、8脚、14脚、17脚、4脚、13脚、7脚分别与89C52的39～32脚相接，其11脚接30脚(ALE信号)。373锁存器的1、10脚接地，373锁存器输出2脚、19脚、9脚分别与0809芯片25脚、24脚和23脚相接。采用74LS74双D触发器对ALE信号2分频，得到频率为500KHZ信号送0809芯片10脚作其时钟信号；0809芯片数据线D0～D7，引脚号分别为17、14、15、8、18、19、20、21，分别与单片机39-32脚相连。89C52写信号(16脚)接74LS02芯片1脚，读信号接74LS02芯片5脚，89C52的28脚和74LS02的2、4脚相接，74LS02的3脚和0809的6、22脚相接，作0809的启动控制信号；74LS02的6脚接0809的9脚；0809的7脚接74LS02的9脚，74LS02的8脚接地，74LS02的10脚接89C52的13脚。A/D转换后，单片机用查询方式读转换后的数据。液晶显示模块由89C52的RD、WR和P2-7脚经三个与非门SN619254A的VO，RS，CSB，R/W相连，产生控制信号，以使SMG19254A产生相应操作，8位数据通过P0口与SMG19254A的DB0-DB7相连，14、15脚提供+5V电源，20、19脚提供+4.2V背光电源。
电力载波模块采用电力载波芯片CW-2000，8，9脚与89C52的TxD、RxD相连，使之与CPU进行通讯，1，2脚与220V单相电力线直接相连，用以载波。7脚与89C52P1.5相连，为片选线，3-6脚分别接地和+5V，-5V电源。
外围串行E2PROM模块采用93C46芯片，1脚与P1.3相连，用于片选。4，2，3与P1.0-P1.2相连，进行制和读写。5～7接地，8脚接+5V电源。
物理信号采集、变送，放大模块温度传感器采用AD590，其一端接OP07放大器反相输入端2，其通向输入端3经一电阻接地，OP07设计成反相器，温度在0-100度变化时，输出电压0-5V，输出信号接0809的27脚；由程序完成对模拟信号的采集与处理电源模块该电路利用光耦以及外围电阻组成逻辑输出模拟调节电压。
当P1.6＝0，P17＝0时，输出3V左右当P1.6＝0，P17＝1时，输出6V左右当P1.6＝1，P17＝0时，输出9V左右当P1.6＝1，P17＝1时，输出12V左右另外，内部Vcc(+5V)电压由LM239输出。
开关，晶振模块
由P32-P35与外部开关相连，以进行外部控制，外部提供6M时钟频率。
权利要求1.一种双温智能型一体化空调计费器，其特征在于由电源、计费器及其连线组成，电源完成220V交流转换为传感器和集成电路芯片所需直流电压，计费器由面板和电路板组成，电路为温度传感器经信号放大电路放大后变为一定值的电压信号，送A/D模块，变为数字信号，输入CPU芯片，完成温度信号的采集，CPU芯片是本实用新型的核心，将采集到的温度和通过载波通讯传来的数据进行处理，借助内置的计费软件，完成用户空调冷热量计费，同时，根据软件要求，输出空调风机运行的控制信号，并将用户数据上传给上位计算机，空调风机的控制信号经信号处理电路进行处理后，触发驱动电路的不同接通方式，进而接通相应的接触器，控制空调风机的运行，数据上传由电力载波通讯模块完成，同样，上位计算机也将数据下传到各用户计费器，完成数据通讯，液晶显示器由单片机CPU控制，与单片机并行接口连接，按内置固定程序进行数据显示。
专利摘要一种双温智能型一体化空调计费器,由电源、计费器及其连线组成,温度传感器信号经放大后,送入A/D模块,变为数字信号,输入CPU芯片,CPU将采集到的温度信号和通过载波通讯传来的数据进行处理,完成用户空调计费,并将用户数据上传给上位计算机,并输出风机控制信号,控制风机,本实用新型设计合理、智能化程度高、计费准确、结构简单、安装使用方便,是一种高科技产品。
文档编号G01D4/10GK2472197SQ0121379
公开日2002年1月16日 申请日期2001年4月4日 优先权日2001年4月4日
发明者胡益雄 申请人:胡益雄