专利名称：楼宇空调自动监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能家居领域，具体涉及一种楼宇空调自动监控系统。技术背景ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据、低成本的无线网络技术， 主要用于近距离的无线连接传输。它依据IEEE802. 15. 4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这种技术在楼宇自动化、工业监控领域具有非常广阔的市场空间。楼宇自动化管理系统由各类相关又独立的子系统构成，最基本的子系统是能源控制管理子系统和安防管理子系统。能源管理子系统的功能主要是对空调、照明、供水等应用的管理，以使在控制成本的基础上实现楼宇内舒适的工作环境。系统这些功能的实现需要获得大量环境数据作为调控基础，现阶段这些数据主要依靠各种功能的传感器获得。随着环境监测功能的增多，所需的传感器数量也急剧增加。使用有线传感器组成的监测网络布线量大、安装和维护费用高、可靠性差，并且在复杂建筑物中的某些地方无法布线。而无线传感器监测网络具有耗资小、安装和维护方便、运行和更新费用低等优点，相对有线传感器网络，在楼宇内的空调自动监控系统具有更好的应用前景。
发明内容为解决上述问题，本实用新型结合无线传感器网络技术和ZigBee无线协议技术， 设计一种楼宇空调自动监控系统。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种楼宇空调自动监控系统，其特征在于包括温湿度采集模块、空调控制模块、路由节点、协调器、GPRS模块、有线网络， 微处理器，所述温湿度采集模块、空调控制模块与路由节点连接；所述的温湿度传感器通过IIC总线与微处理器相连接，用于温湿度信号的采集；所述的GPRS模块与微处理器相连接，用于微处理器与无线网络的通信；所述的协调器用于协调整个网络以及与中央控制点的通信。本实用新型的第一优选方案为，其特征在于温湿度传感器包括SHT71。本实用新型的第二优选方案为，其特征在于所述的路由节点采用TI公司的 CC2430，包含一个CC2420射频收发器和一个8051微处理器。本实用新型的第三优选方案为，其特征在于所述的协调器采用Chipcon公司生产的符合2. 4GHz IEEES02. 15. 4标准的射频收发器CC2420。本实用新型的第四优选方案为，其特征在于GPRS模块包括GPRS1090。本实用新型的第五优选方案为，其特征在于所述的微处理器包括ARMl 1-S3C6410 处理器。本实用新型的技术构思是在该系统中，楼宇中的每个房间都安装有一个无线智能传感器节点，组成传感器网络。每个无线传感器节点包括一个温湿度传感器，一个空调控制器。控制人员可通过手机指令或者Internet向传感器网络发出控制要求，整个传感器网络自动组网完成上述温湿度传感与对空调的控制。自动组网的要求是，按照某种组网算法，系统中任意一个节点均有可能成为中心汇聚节点，该汇聚节点接收指令并发送回馈信息，并与其他节点交换信息。若该中心汇聚节点被关闭，则网络自动按照算法推举其他节点继任汇聚节点，继续完成对整个系统的监控任务。本实用新型的技术优势实现了节能、可靠的楼宇空调自动控制，提出了一种基于混合式拓扑结构的ZigBee无线网络系统。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步描述。
图I为本实施例整体框图。图2为本实施例主程序流程图。图3为本实施例温湿度传感器节点流程图。图4为本实施例ZigBee网关程序流程图。图5为本实施例微处理器与有线网络模块连接示意图。
具体实施方式
参照图I所示。本实用新型采用了以ARMll处理器作为CPU，CPU的功能包括传感器信息的处理及与用户之间的交互。图2是本实施例主程序流程图。首先进行初始化，然后进行ZigBee组网，组建一个完整的zigbee网状网络包括两个步骤网络初始化、节点加入网络，其中节点加入网络又包括两个步骤通过与协调器连接入网和通过已有父节点入网。 Zigbee网络的建立是由网络协调器发起的，任何一个zigbee节点要组建一个网络必须要满足以下两点要求I.节点是FFD节点，具备zigbee协调器的能力；2.节点还没有与其他网络连接，当节点已经与其他网络连接时，此节点只能作为该网络的子节点，因为一个zigbee网络中有且只有一个网络协调器。组网后用户可设定报警阈值，之后各传感器节点开始工作，将温湿度数据发送给微处理器进行处理，若采集到的数据超过阈值则微处理器通过GPRS给手机发送报警短信。用户可通过短信或Internet给微处理器发送控制命令， 使空调按照用户的要求进行工作。图3为本实施例温湿度传感器节点流程图。首先节点等待加入ZigBee网络，加入后温湿度采集定时器启动，温湿度参数进行周期性的采集并将其发送出去。图4为本实施例ZigBee网关程序流程图。自动组网的要求是，按照某种组网算法，系统中任意一个节点均有可能成为中心汇聚节点，该汇聚节点接收指令并发送回馈信息，并与其他节点交换信息。若该中心汇聚节点被关闭，则网络自动按照算法推举其他节点继任汇聚节点，继续完成对整个系统的监控任务。图5为本实施例微处理器与有线网络模块连接示意图。MAC控制器和PHY的连接是通过Mil、RMII等接口实现的。在IEEE802协议标准系列中，数据链路层包括LLC和MAC两个子层。其中MAC负责完成数据帧的封装、解封、发送和接收功能。物理层PHY的结构随着传输速率的不同而有一定差异。MII是连接数据链路层和物理层的接口。根据协议，要求 MII接口具有的功能有数据和帧分隔符的读/写时钟同步；提供独立的读/写数据通道; 为MAC层和PHY层提供相应的管理以及支持全双工模式，对于IOBaseTest等网络，从以太网PHY芯片输出的是传输所需的差分信号。但是，还需要一个网络隔离变压器，网络隔离变压器可起到抑制共模干扰、隔离线路以及阻抗匹配等作用。ZigBee定义了 3种设备类型 协调器、路由节点和终端节点，其中终端节点不具有路由功能，在不发射和接收数据时可以休眠。以此为基础，ZigBee网络构建了 3种拓扑结构星型拓扑、网状拓扑、和树状拓扑、星状拓扑中，所有端节点都和唯一的路由节点通信，终端节点之间的通信需要通过路由节点的转发；树形拓扑是多个星状拓扑的集合；网状拓扑中，任意两个设备在有效通信距离内都能直接互相通信，节点有多条路径到达其他节点，有自组织、自修复的能力，当某条链路发生故障时，节点能寻找到其他路径进行传输，但是星状网络功耗较大，因为节点需要不断监听网络路径信息，长时间处于工作状态。为延长节点的使用寿命和简化网络复杂性，系统终端节点和路由节点采用星型拓扑，而路由节点和协调器节点采用网状拓扑。
权利要求1.一种楼宇空调自动监控系统，其特征在于包括温湿度采集模块、空调控制模块、路由节点、协调器、GPRS模块、有线网络，微处理器，所述温湿度采集模块、空调控制模块与路由节点连接；所述的温湿度传感器通过IIC总线与微处理器相连接，用于温湿度信号的采集；所述的GPRS模块与微处理器相连接，用于微处理器与无线网络的通信；所述的协调器用于协调整个网络以及与中央控制点的通信。
2.根据权利要求I所述的一种楼宇空调自动监控系统，其特征在于温湿度传感器包括 SHT71。
3.根据权利要求I所述的一种楼宇空调自动监控系统，其特征在于所述的路由节点采用TI公司的CC2430，包含一个CC2420射频收发器和一个8051微处理器。
4.根据权利要求I所述的一种楼宇空调自动监控系统，其特征在于所述的协调器采用Chipcon公司生产的符合2. 4GHz IEEES02. 15. 4标准的射频收发器CC2420。
5.根据权利要求I所述的一种楼宇空调自动监控系统，其特征在于GPRS模块包括 GPRS1090。
6.根据权利要求I所述的一种楼宇空调自动监控系统，其特征在于所述的微处理器包括ARM11-S3C6410处理器。
专利摘要本实用新型为实现楼宇内的空调自动管理而设计的一种楼宇空调自动监控系统。其中包括温湿度采集模块、空调控制模块、路由节点、协调器、GPRS模块、有线网络，微处理器。所述温湿度采集模块用于采集室内温湿度信息；所述空调控制模块用于空调的控制；所述路由节点用于对接收到的数据或命令进行信号加强后找到最佳路径之后再转发；所述协调器用于网络的建立、维持和管理；所述的有线网络用于ARM微处理器与有线网络的通信；所述微处理器用于空调信息的处理。本实用新型具有灵活、可靠性高、智能的特点。
文档编号G05B19/418GK202306281SQ201120388120
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者邹雅娴 申请人:无锡大麦创意设计有限公司