专利名称：一种基于hbs通讯协议的新风交换机控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新风交换机控制器，特别涉及一种基于HBS通讯协议的新风交换机控制器。
背景技术：
新风交换机主要用于新风交换，送入室外新鲜空气，排出室内污蚀空气，机内储有 的活性炭，能有效清除二氧化硫、一氧化碳、氨、甲醛、二氧化碳等有害气体，并通过负离子 杀菌，杀除空气中的病毒、细菌、螨虫等有害生物。新风交换机有家用和商用之分，按其安装 方式又分有壁挂式、天花式等。而新风交换机的控制部分主要有机械式和电脑式这两种。常 用的电脑式的控制器主要由电源模块、温度检测模块、人机接口模块和CPU模块等组成。家庭总线系统(Home Bus System, HBS)是由日本企业日立、三菱、松下、东芝等联 合提出的概念，由日本电子工业联合会/无线工程电子协会HBS标准委员会制定。HBS以 双绞线或同轴电缆为通讯介质，家用电器经HBS总线互联，组成一个完整的家庭网络。协议 主要用于电器开关量以及简单模拟量的控制，采用专用总线，具有抗干扰强，安全性高等优 点ο
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种可采用HBS协议对新风交换机的开关量及简单模 拟量进行控制的新风交换机控制器。本实用新型目的可通过以下的技术措施来实现一种基于HBS通讯协议的新风交 换机控制器，由主要用于控制执行输出的主控制器和主要用于输入控制信息的分控制器组 成，其中主控制器包括主电源模块、温度检测模块、主微电脑MCU、输出驱动电路，上述各组 成功能模块分别与主微电脑MCU的相应端口连接；分控制器包括按键检测电路、分微电脑 MCU、液晶显示电路、分电源模块，上述各组成功能模块分别与分微电脑MCU的相应端口连 接；其特征在于，主微电脑MCU和分微电脑MCU上的相应通讯端口分别连接有基于HBS通讯 协议的总线通讯电路，两总线通讯电路之间经HBS总线进行直流载波的信息传输。本实用新型还包括总线通讯电源供给电路，一路输出作为总线电源直流载波的地 线，另一路输出作为直流载波总线电源。本实用新型所述分控制器还包括用作分微电脑MCU工作状态的指示灯电路，连接 到微电脑MCU的相关信息指示输出端口。本实用新型所述主控器还包括用作通讯状态指示的指示灯电路，连接到微电脑 MCU的相关通讯信息指示输出端口。本实用新型通过专用HBS芯片来承载数据和控制信号，可实现HBS协议对新风交 换机的开关量及简单模拟量进行控制。
图1为本实用新型的分控制器原理框图；图2为本实用新型的主控器原理框图；图3为本实用新型的分控制器电路原理图；图4为本实用新型的主控器电路原理图；图5为本实用新型的分控制器主程序流程框图；图6为本实用新型的主控器主程序流程框图。
具体实施方式
本实用新型一种基于HBS通讯协议的新风交换机控制器，包括用于总线供电、驱 动具体对象作为系统控制者的主控器和用于控制指令输入、显示控制指令执行结果的分控 制器，所述主控器和分控制器通过接插座和两根电缆连接。上述主控器包括电源模块、温度检测模块、主微电脑MCU、指示灯电路、总线通讯 电路、总线通讯电源供给电路、负载输出电路，上述各功能电路模块与微电脑MCU的相应功 能管脚连接。电源模块由开关电源电路实现；所述温度检测模块包含温度采样电路；主微 电脑MCU还有其外围晶振时钟电路和复位电路。分控制器包括电源模块、按键检测电路、分微电脑MCU、指示灯电路、液晶显示电 路。上述各功能电路模块与微电脑MCU的相应功能管脚连接。所述电源模块由电源供给电 路实现；所；所述微电脑MCU还有其外围晶振时钟电路和复位电路。
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。如图1所示，为本实用新型的分控制器原理框图，分控制器是信息的输入通道，用 于控制指令输入。控制指令由用户或传感器经分控制器发出，控制指令的执行结果也在分 控制器上显示。分控制器包括微电脑MCU及其外围晶振时钟电路和复位电路、按键检测电 路、液晶显示电路、指示灯电路、电源供给电路，总线通讯电路组成，上述各功能电路与微电 脑MCU上相应的功能管脚连接。如图2所示，为本实用新型的主控器原理框图，主控器是系统控制者，除了负责总 线供电外，还负责执行器功能，负责驱动具体的对象。主控器包括有微电脑MCU及其外围 晶振时钟电路和复位电路、开关电源电路、指示灯电路、总线通讯电路、总线电源供给电路、 温度采样电路、和输出驱动电路，具体在产品安装中输出驱动电路包括节气阀驱动电路、负 离子发生器驱动电路、高、低风速驱动电路等。上述各功能电路与微电脑MCU的相应功能管 脚相接。微电脑MCU的串口管脚连接总线通讯电路，微电脑MCU通过串口将数据传送到总 线通讯电路，通过总线通讯电路可将微电脑MCU输出的控制信号附加到HBS总线的直流载 波进行传输。同样微电脑MCU也可通过总线通讯电路经由串口接收到由主控器发出的控制信号。所述分控制器、主控器其电路分别在一块线路板上实现，分控制器电路实现为控制板，主控器电路实现为主控板，两者通过接插座和通讯电缆连接相应的接口。控制板主要 负责用户界面如按键、显示，以及控制逻辑和输入的采集量处理。控制板主要负责采集如温 度的监测量及输出驱动控制和总线电源的供给。[0024]如图3所示，为本实用新型的分控制器电路原理图，主要包括总线通信电路(1)，主要由电阻R202-R207、R210，稳压二极管ZD201-ZD204，电感L202，L203,电容C205-C209, C211和通信芯片IC2组成，所述IC2的第16脚、第15脚分别 通过所述电阻R202、R203与电容C205、C206串联后接入HBS总线PI、P2处；所述IC2的 第9脚、第10脚分别通过所述电感L203、L202接所述电容C209、C208后接入HBS总线P1、 P2处；所述IC2的第12脚、第14脚分别接所述稳压二极管ZD203、ZD201的阴极，所述稳压 二极管ZD203、ZD201的阳极与所述稳压二极管ZD204、ZD202的阳极连接，所述稳压二极管 ZD204、ZD202的阴极接地；所述电阻R204接于所述IC2的第9、14脚之间；所述电阻R206 接于所述IC2的第10、12脚之间；所述电阻R205 —端接于L202与C208之间，另一端接于 L203与C209之间；所述通信芯片IC2选用MM1192。所述IC2的第1脚，第5脚和第6脚与微电脑MCU的相应功能管脚相连。。本电 路从携带信息的HBS总线P1、P2处提取控制信息，通过电平转化成CMOS电压信号经由IC2 的第1脚输出到微电脑MCU的第43脚。将微电脑MCU的第44脚输出的信号经由IC2的第 6脚输入到总线通讯电路，将CMOS电压信号转换成适用于总线传输的总线电压信号。所述 IC2的第15、16脚通过阻容电路连接到HBS总线P1、P2，接受HBS总线信息，所述IC2的9、 10脚经感容串联电路连接至HBS总线，将适用于总线传输的总线电压信号传输至HBS总线 P1、P2。电源供给电路(2)，主要由变电感L201、二极管D201-D204、电容C201-C204、电阻 R201、稳压管IC201组成，接至HBS总线。所述变压器L201的3、4脚分别接HBS总线P1、 P2，所述电感L201隔离开附有控制信号的系统总线电源的控制信号，隔离开电源电路对总 线上控制信号的干扰，并提取其12V直流载波部分，通过由所述二极管D201-D204组成的全 波整流电路和由所述电容C201、C202并联接地组成的滤波电路再经所述电阻R201接入所 述稳压管IC201，所述IC201的输出端接所述电容C203、C204并联接地组成的滤波电路后 将12V直流转换成5V直流电压供微电脑MCU用。复位电路(3)，主要由电阻R208、电容C212-C214组成，5V电源通过所述电阻R208 连接到微电脑MCU的第12脚，微电脑MCU的第12脚通过所述电容C213接地，5V电源通过 所述电容C212、C214并联接地组成的滤波电路后连接微电脑MCU的第5、15脚。指示灯电路(4)，主要由电阻R209和发光二极管HIP组成，5V电源通过所述电阻 R209和所述发光二极管HIP串联连接到微电脑MCU的第1脚，以所述发光二极管HIP的工 作状态显示电源的工作状态，用作电源指示。按键检测电路(5)，主要由按键S201-S209组成，连接到微电脑MCU的第13、14、 16-22 脚。液晶显示电路(6)，主要由液晶屏IXD组成，连接到微电脑MCU的第23_41脚。晶振时钟电路(7)，主要由晶振XT201，XT202和电容C215-C218组成主时钟电路 和副时钟电路，连接到微电脑MCU的第7、8、10、11脚。微电脑MCU (8)。如图4所示，为本实用新型的主控器电路原理图，主要包括开关电源电路(9)，主要由保险管FUSE，压敏电阻ZR101，电容Cl、EC101、EC102、 E103-E106、C101-C107,电阻 R151-R163，二极管 D101-D104、Dill、D121、D122,开关电源芯片IClOl，光感耦合隔离IC102，开关变压器T2，稳压管IC103，芯片IC105组成，提供12V和 5V工作电源。复位电路(10)，主要由电阻R122、电容C108、C109、EC107组成，5V电源通过所述 电阻R122连接到微电脑MCU的第12脚，微电脑MCU的第12脚通过所述电容C109接地；5V 电源通过所述电容C109、EClO并联接地组成的滤波电源后连接微电脑MCU的第5、15脚。指示灯电路(11)，主要由电阻R123和发光二极管LEDA组成，5V电源通过所述电 阻R123和发光二极管LEDA串联组成的电路后连接到微电脑MCU的第1脚，用作通讯状态 指示。微电脑MCU (12)。晶振时钟电路(13)，主要由晶振XTl和电容Cl 19，C120组成主时钟电路，连接到 微电脑MCU的第7脚，第8脚。总线通讯电路(14)，主要由电阻R102-R107、R124，稳压二极管ZD101-ZD104，电感 L10UL102,电容C114、C115、C110、C111、C131、C132，通讯芯片IC104组成。所述电路元件以 与分控制器中的总线通信电路(1)相同的电路结构连接，所述通信芯片IC104选用MM1192。 所述IC104的第1、5、6脚与微电脑MCU的相应功能管脚相连。本电路从携带信息的HBS总 线Pa和Pb处提取控制信息，并通过电平转化成CMOS电压信号经由IC104的第1脚输出到 微电脑MCU的第43脚，将微电脑MCU的第44脚输出的信号经由IC104的第6脚输入到总线 通讯电路，将CMOS电压信号转换成适用于总线传输的总线电压信号。所述IC104的第15、 16脚通过阻容电路连接到HBS总线Pa、Pb，接受HBS总线信息，所述IC2的9、10脚经感容 串联电路连接至HBS总线，将适用于总线传输的总线电压信号传输至HBS总线Pa、Pb。总线通讯电源供给电路(15)，主要由二极管D105，三极管Q102，电阻R112、R113、 R115，变压器L103，滤波器L104和插座X8A组成。由开关电源电路输出的12V接所述二极 管D105的阳极，所述D105的阴极与所述电阻R112和所述电容C113的一端、所述变压器 L103的第1脚相连；所述电阻R112和C113的另一端与所述电阻R113的一端相连，所述电 阻R113的另一端与所述三极管Q102的集电极连接，所述三极管Q102的集电极接所述变 压器L103的第3脚；由所述开关电源电路(9)输出的+5V电源通过所述电阻R115接所述 三极管Q102的基极；所述三极管Q102的发射机极接地。所述变压器L103的第2脚、所述 滤波器L104的第3脚接入HBS总线Pa ；所述变压器L103的第5脚、所述滤波器L104的第 2脚接入HBS总线Pb ；所述滤波器L104的第1、4脚分别接所述插座X8A的第3、1脚；所述 X8A为主控器与分控制器之间的接口。本实用新型的总线电源为12V直流，通过+5V电压通过电阻R115来驱动三极管 Q102，使其饱和导通，导通压降为0. 3V左右，用来作为总线电源直流载波的地线，不直接采 用电源地，避免通讯对电源地的干扰。+12V电源通过二极管，再通过所述变压器L103，用来 作为总线电源直流载波的正电源，避免继电器吸合时对总线电源的影响，从而保证通讯质 量不受干扰。温度采样电路(16)，主要由电阻R121、R100，二极管D106、D107，电容C112和插座 XlA组成。5V电源接入所述插座XlA的第1脚；所述二极管D106、电阻R100、电容C112并 联，并联后所述二极管D106阳极接地，阴极接所述二极管D107的阳极，同时接入所述插座 XlA的第2脚；所述二极管D107的阴极接5V电源；所述插座XlA的第2脚通过所述电阻Rl21与微电脑MCU的第22脚相连。负载输出驱动电路(17)，主要由驱动芯片IC107，继电器HT1-HT3，插座X5A、X2A、X1A、X3A组成，所述驱动芯片IC107的第1_7脚与微电脑MCU的第31-37脚相连，IC107的 第8脚接GND，第9脚接12V，第10脚接继电器HT3，用于控制负离子发生器，第11脚接继电 器HT2，用于控制高风速电机，第12脚接继电器HT1，用于控制低风速电机，第13-16脚接插 座X2A，用于控制节气阀；所述驱动芯片IC107可采用ULN2003。如图5所示，为本实用新型 的分控制器主控程序流程框图，所述分控制器的软件控制流程为分控制器接通电源后微 电脑MCU将进入上电复位，初始化各寄存器及变量，然后进入主程序。主程序中的按键处理 模块，主要是判断是否有按键按下，如果有按键操作，则根据相应的按键功能进行设定工作 状态，再处理下一功能模块。如果没有按键操作，直接处理下一功能模块。串口发送数据处 理模块，将分控制器的当前状态按照约定的协议进行通讯，传送到主控器。串口接收数据处 理模块，接收处理主控器回传的信息，并更新当前的交换模式。显示处理模块，主要是根据 当前的状态标志位来显示当前状态。如图6所示，为本实用新型的主控器主控程序流程框图，所述主控器的软件控制 流程为主控器接通电源后微电脑MCU将进入上电复位，初始化各寄存器及变量，然后进入 主程序。主程序中的温度采样处理模块，主要通过微电脑MCU对温度传感器的电压采样，根 据采样得到的AD值进行判断当前室外温度，若室温0度以上，则新风交换机工作于交换模 式，当温度处于0度与-7度之间，则进入除霜模式，温度处于17度以下，则进入换气模式， 若检测为传感器故障，则进入故障状态。串口发送数据处理模块，将主控器的当前工作模式 按照约定的协议进行通讯，传送到分控制器中。串口接收数据处理模块，接收处理分控制器 传过来的信息，并更新负载输出状态表。负载输出处理模块，主要是利用当前的负载输出状 态表来控制每个输出的驱动。
权利要求一种基于HBS通讯协议的新风交换机控制器，由主要用于控制执行输出的主控制器和主要用于输入控制信息的分控制器组成，其中主控制器包括主电源模块、温度检测模块、输出驱动电路、主微电脑MCU，上述各组成功能模块分别与主微电脑MCU的相应端口连接；分控制器包括按键检测电路、分微电脑MCU、液晶显示电路、分电源模块，上述各组成功能模块分别与分微电脑MCU的相应端口连接；其特征在于，主微电脑MCU和分微电脑MCU上的相应通讯端口分别连接有基于HBS通讯协议的总线通讯电路，两总线通讯电路之间经HBS总线进行直流载波的信息传输。
2.根据权利要求1所述的一种基于HBS通讯协议的新风交换机控制器，其特征在于，还 包括总线通讯电源供给电路，一路输出作为总线电源直流载波的地线，另一路输出作为直 流载波总线电源。
3.根据权利要求1所述的一种基于HBS通讯协议的新风交换机控制器，其特征在于，所 述分控制器还包括用作分微电脑MCU工作状态的指示灯电路，连接到微电脑MCU的相关信 息指示输出端口。
4.根据权利要求1所述的一种基于HBS通讯协议的新风交换机控制器，其特征在于，所 述主控器还包括用作通讯状态指示的指示灯电路，连接到微电脑MCU的相关通讯信息指示 输出端口。
专利摘要本实用新型公开了一种基于HBS通讯协议的新风交换机控制器，由主要用于控制执行输出的主控制器和主要用于输入控制信息的分控制器组成，其中主控制器包括主电源模块、温度检测模块、输出驱动电路、主微电脑MCU，上述各组成功能模块分别与主微电脑MCU的相应端口连接；分控制器包括按键检测电路、分微电脑MCU、液晶显示电路、分电源模块，上述各组成功能模块分别与分微电脑MCU的相应端口连接；其特征在于，主微电脑MCU和分微电脑MCU上的相应通讯端口分别连接有基于HBS通讯协议的总线通讯电路，两总线通讯电路之间经HBS总线进行直流载波的信息传输。本实用新型通过专用HBS芯片来承载数据和控制信号，可实现HBS协议对新风交换机的开关量及简单模拟量进行控制。
文档编号F24F11/00GK201589375SQ200920264010
公开日2010年9月22日 申请日期2009年12月2日 优先权日2009年12月2日
发明者刘秀红, 李德赤 申请人:广州擎天实业有限公司