专利名称：太阳能除湿空调系统控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空调机组控制技术，特别涉及一种太阳能除湿空调系统控制装置。
背景技术：
目前，在太阳能除湿空调系统中，对空调机组的控制一般都是采用单片机写入程 序进行控制，这就使得控制器功能较为单一，对空调系统的控制点少、参数也比较简单，所 以很难准确地对所需的温度和湿度进行调节。另外，目前的太阳能除湿空调系统中很少使 用嵌入式操作系统，也无组合扩展功能，例如在制热与制冷的模式下自动加湿、制热模式下 自动除湿或制冷模式下深度除湿等的控制，常用的太阳能除湿空调系统都很难实现。这就 造成了太阳能除湿空调系统应用的局限性，尤其是在气候相差较远的地区，若采用同样的 太阳能除湿空调系统，则空调系统的温度和湿度调节的准确度相当低。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种对温度、湿度、开关量 等的控制精度较高、应用范围也较广的太阳能除湿空调系统控制装置。 本实用新型的技术方案为一种太阳能除湿空调系统控制装置，包括控制单元和 分别与控制单元相连接的输入单元、输出单元、通信单元；所述控制单元包括主控制处理 器和分别与主控制处理器相连接的存储器、人机交互界面，输入单元与主控制处理器的输 入端连接，输出单元与主控制处理器的输出端连接，主控制处理器通过通信单元外接外部 通信设备，控制单元通过总线与输入单元及输出单元内的各模块进行通信并控制各模块工 作。 所述主控制处理器为带有控制内核的可编程逻辑器件，包括依次连接的数据采集 模块、数据处理模块和数据输出模块，主控制处理器内还分别设有与数据处理模块相连接 的通信处理模块、控制显示模块和数据存储模块，数据存储模块与存储器连接，并通过消息 进行通信或数据交换；所述控制内核内部构建有一多任务操作系统，多任务操作系统中创 建有多个与输入单元各模块对应的独立进程，各进程通过主控制处理器内的各模块完成对 数据的采集、处理、输出、存储、通信和显示。 所述输入单元包括温度测量模块、湿度测量模块、开关量测量模块和脉冲计数模 块，输入单元的各模块分别通过SOPC接口与总线相连；所述温度测量模块、湿度测量模块 和脉冲技术模块对应的SOPC接口处还设有A/D转换器。 所述温度测量模块采用热电偶或热敏电阻；所述湿度测量模块采用变送器，变送 器的信号为4 20mA。 所述输出单元包括模拟量控制模块和开关量控制模块，输出单元的各模块分别通
过SOPC接口与总线相连；所述模拟量控制模块的SOPC接口处还设有D/A转换器。 所述通信单元为支持RS-485总线协议、TCP/IP协议或USB2. 0协议的通信接口元件。 所述主控制处理器的控制内核内设有一硬件加速器。 本实用新型的太阳能除湿空调系统控制装置工作时，其主控制处理器的工作原理
为数据采集模块采集来自输入单元各模块的温度信号、湿度信号或开关量信号(当脉冲
计数模块启动时，也采集脉冲计数初始量)，然后将数据送至数据处理模块，数据经数据处
理模块分析处理后通过数据存储模块送至存储器存储(此过程若各组数据需要交换信息，
则通过存储器利用消息进行通信交换，交换后的数据重新送回数据处理模块)，各组数据分
析处理完成后，数据处理模块将已确定的温度调节信号、湿度调节信号和开关量调节信号
(脉冲计数调节信号)对应转换成模拟量控制信号或开关量控制信号，然后通过数据输出
模块送至输出单元对应的模块，同时，数据处理模块还将各数据通过输出显示模块输送至
人机交互界面。另外，在空调系统中，也可以通过人机交互界面输入所需要调节的参数，然
后通过主控制处理器对各数据进行处理分析后输送至输出单元并显示，此过程在人机交互
界面输入的数据作为输入单元的信号处理。
本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果 本实用新型的控制装置中控制点较多，各控制点的参数之间相互性较强，因此可 以大大提高对温度、湿度、开关量等参数的控制精度；同时，本实用新型设有人机交互界面 并采用嵌入式操作，更有利于对空调系统的监控，也可以随时对系统各参数进行调节。 本实用新型的控制装置不仅可以实现制冷、制热或加湿等工作方式，也可以实现 在制热与制冷模式下自动加湿、在制热模式下自动除湿或制冷模式下深度除湿的工作方 式，适用于各种不同气候条件，应用范围较广。
图1为本实用新型的系统总体结构示意图。 图2为本实用新型中主控制处理器的控制内核内部多任务操作系统的示意图。 图3为本实用新型中主控制处理器的结构示意图。 图4为本实用新型中输入单元、输出单元的内部结构示意图。 图5为本实用新型应用于空调系统时的空调系统结构示意图。
具体实施方式下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实
施方式不限于此。 实施例 本实用新型一种太阳能除湿空调系统控制装置，其结构如图1所示，包括控制单 元和分别与控制单元相连接的输入单元、输出单元、通信单元；控制单元包括主控制处理 器和分别与主控制处理器相连接的存储器、人机交互界面，输入单元与主控制处理器的输 入端连接，输出单元与主控制处理器的输出端连接，主控制处理器通过通信单元外接外部 通信设备，控制单元通过总线与输入单元及输出单元内的各模块进行通信并控制各模块工 作。 主控制处理器为带有控制内核的可编程逻辑器件，其结构如图3所示，包括依次连接的数据采集模块、数据处理模块和数据输出模块，主控制处理器内还分别设有与数据处理模块相连接的通信处理模块、控制显示模块和数据存储模块，数据存储模块与存储器连接，并通过消息进行通信或数据交换；控制内核内部构建有一多任务操作系统，多任务操作系统中创建有多个与输入单元各模块对应的独立进程，各进程通过主控制处理器内的各模块完成对数据的采集、处理、输出、存储、通信和显示；其中，多任务操作系统如图2所示，各个独立进程均是通过用户程序中的输入单元输入空调系统的检测数据，然后通过FPGA实现的关键函数对各数据进行分析处理(该过程由硬件驱动模块驱动多任务操作系统，由硬件加速器会产生一加速函数加快对数据的分析处理速度)，最后对各数据的分析处理结果从用户程序的输出单元输出，同时将数据生成图形界面并由人机交互的显示屏显示；此过程中，若通信单元外接其它通信设备，则在数据输入输出的同时也通过通信单元与外部通信设备进行数据交换，若需要更改各输入单元的检测数据，则可通过人机交互的触摸屏或键盘进行数据更改。 如图4所示，输入单元包括温度测量模块、湿度测量模块、开关量测量模块和脉冲计数模块，输入单元的各模块分别通过S0PC接口与总线相连；其中温度测量模块、湿度测量模块和脉冲技术模块对应的S0PC接口处还设有A/D转换器。 温度测量模块采用热电偶或热敏电阻；所述湿度测量模块采用变送器，变送器的信号为4 20mA。 如图4所示，输出单元包括模拟量控制模块和开关量控制模块，输出单元的各模块分别通过SOPC接口与总线相连；其中模拟量控制模块的SOPC接口处还设有D/A转换器。[0027] 本实施例的通信单元为支持RS-485总线协议、TCP/IP协议或USB2. 0协议的通信接口元件；使用smsc公司的10/100m以太网接口控制芯片lan9cl11，嵌入式设备通过lan9clll就可以接入以太网，与网络上的其他设备进行网络通信。 主控制处理器为FPGA (Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)，本实施例采用Altera公司的32位软核处理器Nios⑧II，Nios II嵌入式处理器是一个用户可配置的通用RISC嵌入式处理器，是一款non-匪U的处理器。 主控制处理器的控制内核还带有能提高硬件反应速度的硬件加速器，Altera公司的Ni0S⑧n C语言送至硬件加速(C2H)编译器，将对时间要求较高的ANSI C函数转换为FPGA模块中的硬件加速器，将用软件实现的功能用硬件来实现，大大加快了关键函数的执行速度，提升了软件性能。 另外，本实施例的人机交互界面采用640X480点阵的24位彩色TFT液晶屏，其系统采用P Cli皿x系统，它是Li皿x针对non-匪U的处理器的衍生版，系统除了具有与通用仪器类似的键盘控制外，还增加了触摸屏控制方式，这使得用户操作更方便、更直观。[0031] 本实施例的存储器采用FLASH芯片或SDRAM芯片。 本实用新型的太阳能除湿空调系统控制装置工作时，其主控制处理器的工作原理为数据采集模块采集来自输入单元各模块的温度信号、湿度信号或开关量信号(当脉冲计数模块启动时，也采集脉冲计数初始量)，然后将数据送至数据处理模块，数据经数据处理模块分析处理后通过数据存储模块送至存储器存储(此过程若各组数据需要交换信息，则通过存储器利用消息进行通信交换，交换后的数据重新送回数据处理模块)，各组数据分析处理完成后，数据处理模块将已确定的温度调节信号、湿度调节信号和开关量调节信号
5(脉冲计数调节信号)对应转换成模拟量控制信号或开关量控制信号，然后通过数据输出模块送至输出单元对应的模块，同时，数据处理模块还将各数据通过输出显示模块输送至人机交互界面。另外，在空调系统中，也可以通过人机交互界面输入所需要调节的参数，然后通过主控制处理器对各数据进行处理分析后输送至输出单元并显示，此过程在人机交互界面输入的数据作为输入单元的信号处理。 本实施例的控制装置安装于空调系统中时，其空调系统的结构如图5所示，其中Tl 、 T2、 T3、 T4、 T5、 T6和T7分别表示温度测量模块所测量的温度参数，Hl 、 H2、 H3、 H4、 H5和H6分别表示湿度测量模块所测量的湿度参数，P1和P2分别表示模拟控制模块输出的参数，Ml、 M2、 M3、 M4和M5分别表示开关量控制模块输出的参数。 如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求太阳能除湿空调系统控制装置，其特征在于，包括控制单元和分别与控制单元相连接的输入单元、输出单元、通信单元；所述控制单元包括主控制处理器和分别与主控制处理器相连接的存储器、人机交互界面，输入单元与主控制处理器的输入端连接，输出单元与主控制处理器的输出端连接，主控制处理器通过通信单元外接外部通信设备，控制单元通过总线与输入单元及输出单元内的各模块进行通信并控制各模块工作。
2. 根据权利要求1所述的太阳能除湿空调系统控制装置，其特征在于，所述主控制处 理器为带有控制内核的可编程逻辑器件，包括依次连接的数据采集模块、数据处理模块和 数据输出模块，主控制处理器内还分别设有与数据处理模块相连接的通信处理模块、控制 显示模块和数据存储模块，数据存储模块与存储器连接，并通过消息进行通信或数据交换； 所述控制内核内部构建有一多任务操作系统，多任务操作系统中创建有多个与输入单元各 模块对应的独立进程，各进程通过主控制处理器内的各模块完成对数据的采集、处理、输 出、存储、通信和显示。
3. 根据权利要求1所述的太阳能除湿空调系统控制装置，其特征在于，所述输入单元 包括温度测量模块、湿度测量模块、开关量测量模块和脉冲计数模块，输入单元的各模块分 别通过S0PC接口与总线相连；所述温度测量模块、湿度测量模块和脉冲技术模块对应的 S0PC接口处还设有A/D转换器。
4. 根据权利要求3所述的太阳能除湿空调系统控制装置，其特征在于，所述温度测量 模块采用热电偶或热敏电阻；所述湿度测量模块采用变送器，变送器的信号为4 20mA。
5. 根据权利要求1所述的太阳能除湿空调系统控制装置，其特征在于，所述输出单元 包括模拟量控制模块和开关量控制模块，输出单元的各模块分别通过SOPC接口与总线相 连；所述模拟量控制模块的SOPC接口处还设有D/A转换器。
6. 根据权利要求1所述的太阳能除湿空调系统控制装置，其特征在于，所述通信单元 为支持RS-485总线协议、TCP/IP协议或USB2. 0协议的通信接口元件。
7. 根据权利要求1所述的太阳能除湿空调系统控制装置，其特征在于，所述主控制处 理器的控制内核内设有一硬件加速器。
专利摘要本实用新型公开一种太阳能除湿空调系统控制装置，包括控制单元和分别与控制单元相连接的输入单元、输出单元、通信单元；所述控制单元包括主控制处理器和分别与主控制处理器相连接的存储器、人机交互界面，输入单元与主控制处理器的输入端连接，输出单元与主控制处理器的输出端连接，主控制处理器通过通信单元外接外部通信设备，控制单元通过总线与输入单元及输出单元内的各模块进行通信并控制各模块工作。本实用新型的控制装置中控制点较多，各控制点的参数之间相互性较强，因此可以大大提高对温度、湿度、开关量等参数的控制精度，适用于各种不同气候条件，应用范围较广。
文档编号F24F11/02GK201517829SQ200920236528
公开日2010年6月30日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者丁栴, 丁静, 杨建平, 杨晓西 申请人:中山大学