专利名称：空调温度检测与控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及检测技术、信号处理与电气控制领域，特别涉及一种空调温度检测与控制系统。
背景技术：
温度是现代化工业生产中常用的主要被控参数之一，采用单片机对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指 标，从而能够大大提高产品的质量和数量。但是目前在小型温室、展览馆等场合中其对温度检测与控制的精度还不够高，主要原因在于现有技术中对空调的温度检测与控制水平还有待进一步优化和提闻，存在进一步降低功耗、提闻空调运行效率的必要。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型解决的技术问题是提供一种空调温度检测与控制系统，可以大大提高空调的温度检测与控制水平，具有降低功耗、提高空调运行效率的优点。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案具体是这样实现的本实用新型提供了一种空调温度检测与控制系统，其包括温度检测与处理系统、A/D转换电路、单片机系统电路、输入模块、输出驱动电路、显示模块，所述温度检测与处理系统将所采集的温度信息经过所述A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号送给所述单片机系统电路，所述单片机系统电路将收到的所述数字信号进行处理后，通过所述输出驱动电路输出到所控制的空调控制其进行温度调节，所述输入模块用于输入控制数据，所述显示模块用于数据显示。优选地，所述温度检测与处理系统中包括温度传感集成芯片，用于采集温度信息并输出电流信号，所述输出电流信号经运算放大后输入到所述A/D转换电路。优选地，所述空调温度检测与控制系统是基于数字PID的系统，所述单片机系统电路所检测的温度的数字信号不同的变化范围对应不同的PID参数，根据检测温度的数字信号所处的变化范围自动选择对应的PID参数进行控制，并将处理结果通过所述显示模块进行显示。优选地，所述输入模块包括键盘。优选地，通过所述键盘对温度进行设定。优选地，所述显示模块为LED数码管。优选地，所述显示模块将所述输入信息和所检测的温度信息进行显示。本实用新型提供的一种空调温度检测与控制系统，其以单片机系统电路为核心，并对控制系统进行分模块软件设计，温度检测采用高精度的集成温度传感器来实现，并对数字PID算法进行研究，编程过程中采用模块化的设计方法，对各个模块分别进行编程、调试并验证其准确性。本实用新型的空调温度检测与控制系统给控制方法不用改变原有室内配电线路，并且温度调节具有较高的精度，成本低且安装简单，可以大大提高空调的温度检测与控制水平，具有降低功耗、提高空调运行效率的优点
图I是本实用新型实施例的空调温度检测与控制系统整体结构示意图；图2是本实用新型实施例的空调温度检测与控制系统中温度检测与处理系统和A/D转换电路的结构示意图；图3是本实用新型实施例的空调温度检测与控制系统中单片机系统电路结构示意图；图4是本实用新型本实用新型实施例的空调温度检测与控制系统的控制方法流程图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做详细的说明，使本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。图I是本实用新型实施例的空调温度检测与控制系统整体结构示意图，如图I所示，本实用新型的空调温度检测与控制系统，其包括温度检测与处理系统10、A/D转换电路20、单片机系统电路30、输入模块40、输出驱动电路50、显示模块60，温度检测与处理系统10将所采集的温度信息经过A/D转换电路20将模拟信号转换成数字信号送给所述单片机系统电路30，单片机系统电路30将收到的数字信号进行处理后，通过输出驱动电路50输出到所控制的空调控制其进行温度调节，输入模块40用于输入控制数据，显示模块60用于数据显示。本实施例中，温度检测与处理系统10中包括温度传感集成芯片，用于采集温度信息并输出电流信号，输出电流信号经运算放大后输入到A/D转换电路20。如图2所示为本实用新型实施例的空调温度检测与控制系统中温度检测与处理系统10和A/D转换电路20的结构示意图，图2所示的电路中以采用一个现有的AD592温度传感集成芯片为例，对室温温度进行采样，当室温温度变化时，AD592会随之产生电流变化，经0P295G运算放大后，将该放大后的信号输入到A/D转换电路20中，本实施例中，A/D转换电路20采用TLC1549，其将模拟信号转换成数字信号，由于AD592的电流公式为I = (273. 2+T) uA(T表示温度)，Vcc的电压一般为5V，因此取电阻R2的阻值为5X 107(273. 2+T)，则当T = (TC时，流经R2的电流为Vrc/R2，电阻R2的阻值随温度的增加而降低，相反则流经R2的电流随温度的增加而增加。TLC1549以串行方式将模拟信号转换成数字信号送入单片机系统电路30中。本实施例中，空调温度检测与控制系统是基于数字PID的系统，单片机系统电路30所检测的温度的数字信号不同的变化范围对应不同的PID参数，根据检测温度的数字信号所处的变化范围自动选择对应的PID参数进行控制，并将处理结果通过显示模块60进行显示，优选地，通过输入模块40中的键盘对温度进行设定，显示模块60中的LED数码管将输入信息和所检测的温度信息进行显示。当单片机系统电路30检测到输入的室温信号高于单片机系统电路30中设定的温度时，会通过输出驱动电路50连接空调70并控制空调70进行温度调节，使空调70的压缩机运行从而使得室内温度降低；当室温温度低于设定温度时，即设定温度值高于所设定温度值时，红色发光二极管亮；当室温温度与设定温度相同时，黄色发给二极管亮。图3是本实用新型实施例的空调温度检测与控制系统中单片机系统电路30结构示意图，AT89C55芯片用来对从A/D转换电路20中输出的数字信号程序进行处理，本实施例中采用一个设定的温度作为初始状态，在控制芯片上附加了一个外部复位电路，利用电容器充电来实现。结合图1，本实施例中采用Intel8279芯片这一通用的可编程序的输入模块40，该芯片上同时具有显示接口器件，单个芯片就能完成键盘输入和LED显示控制两种功能，通过LED数码管进行显示。另外，如图4所示，图4是本实用新型本实用新型实施例的空调温度检测与控制系统的控制方法流程图，本实用新型的空调温度检测与控制系统的控制方法包括步骤a、系统初始化，对所述空调温度检测与控制系统进行初始化设置；b、键盘设定温度，并对是否已经通过键盘设定温度进行判断，若判断为否，则返回继续进行键盘设定温度，若判断为是， 则通过调用键盘扫描子程序读入所设温度数值；c、将步骤b中所设定的温度与温度检测与处理系统中检测到的温度进行比较；d、判断键盘设定温度是否高于检测到的温度，并将判断结果通过显示电路以不同显示状态进行输出显示。如图4所示，本实施例中步骤b与c之间还包括调用A/D转换子程序读入检测温度，再通过调用PID子程序对所检测的温度进行控制得到准确测量值。步骤d中，若判断为是，则显示电路控制红色发光二极管亮，若判断为否，则显示电路控制黄绿发光二极管亮，并调用LED显示子程序，将判断结果进行输出显示。优选地，步骤d中输出显示还包括对键盘设定温度和检测温度通过显示模块的LED数码管进行显示。本实施例中，温度检测与处理系统10中的温度传感器将检测到的温度经A/D转换电路20转换后送入单片机系统电路30中，与键盘设定温度进行比较，得出偏差，然后分别计算比例项、积分项和微分项，最后得到输出控制量。具体的数字PID设计如下在连续控制系统中，当对象为一阶和二阶惯性环节或同时带有滞后时间不大的滞后环节时，PID控制算法是一种较好的控制法。温度对象一般可看作是带纯滞后时间的一阶惯性环节，整定PID的3个参数Kp、Ki、Kd。PID基本算法为控制器的输出是与控制器的输入(误差)成正比，与输入的积分成正比和与输入的导数成正比这3个分量之和。其连续表达式为
fm'I.
Γ I I f丨 j,’被控对象的数学模型(即传递函数)已知时，根据系统对静差和动态特性的要求，通过理论计算对PID参数值进行较精确的整定。本实施例中采用扩充的临界比例法整定，步骤如下(I)选择一个足够短的采样周期Tmin(即Tmin小于对象纯滞后时间的1/10)。(2)求取临界比例系数KK和临界振荡周期TK。采用上一步所选定的采样周期Tmin,让PID作纯比例控制，即让T1=°°,TD = 0。让比例系数从很小的值逐渐增大，直至被控量出现等幅振荡，待系统稳定后再细心观察，改变比例增益，直到被控量是既不衰减又不发散的等幅振荡，系统处于稳定边界。这时的比例系数就是临界比例系数KK，被控量的振荡周期就是临界振荡周期TK。(3)选择控制度。本实施例中采用最小误差平方积分的方法，即控制度
权利要求1.一种空调温度检测与控制系统，其特征在于，包括温度检测与处理系统、A/D转换电路、单片机系统电路、输入模块、输出驱动电路、显示模块，所述温度检测与处理系统将所采集的温度信息经过所述A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号送给所述单片机系统电路，所述单片机系统电路将收到的所述数字信号进行处理后，通过所述输出驱动电路输出到所控制的空调控制其进行温度调节，所述输入模块用于输入控制数据，所述显示模块用于数据显示。
2.如权利要求I所述的空调温度检测与控制系统，其特征在于，所述温度检测与处理系统中包括温度传感集成芯片，用于采集温度信息并输出电流信号，所述输出电流信号经运算放大后输入到所述A/D转换电路。
3.如权利要求I所述的空调温度检测与控制系统，其特征在于，所述空调温度检测与控制系统是基于数字PID的系统，所述单片机系统电路所检测的温度的数字信号不同的变化范围对应不同的PID参数，根据检测温度的数字信号所处的变化范围自动选择对应的PID参数进行控制，并将处理结果通过所述显示模块进行显示。
4.如权利要求I所述的空调温度检测与控制系统，其特征在于，所述输入模块包括键盘。
5.如权利要求I所述的空调温度检测与控制系统，其特征在于，所述显示模块为LED数码管。
专利摘要本实用新型提供了一种空调温度检测与控制系统，其包括温度检测与处理系统、A/D转换电路、单片机系统电路、输入模块、输出驱动电路、显示模块，所述温度检测与处理系统将所采集的温度信息经过所述A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号送给所述单片机系统电路，所述单片机系统电路将收到的所述数字信号进行处理后，通过所述输出驱动电路输出到所控制的空调控制其进行温度调节，所述输入模块用于输入控制数据，所述显示模块用于数据显示。本实用新型可以大大提高空调的温度检测与控制水平，具有降低功耗、提高空调运行效率的优点。
文档编号F24F11/00GK202382355SQ201120469860
公开日2012年8月15日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者刘旭明, 周洪, 应明峰, 杭阿芳, 赵国树, 陈丽换, 鞠全勇 申请人:金陵科技学院