空调系统及其通信方法

空调系统及其通信方法
【专利摘要】本发明公开了空调系统及其通信方法，空调系统包括室内机和室外机，室内机包括第一无线通信模块，室外机包括第二无线通信模块，第二无线通信模块与第一无线通信模块之间相互通信，其中，室内机和室外机中一个为主机，另一个为从机，主机和从机之间通过至少一个公共信道中的一个完成握手，且主机从多个工作信道中选择一个作为主机和从机之间的工作信道并通过至少一个公共信道中的一个发送至从机，以使主机和从机之间通过选择的工作信道进行通信。本发明实现了空调室内外机之间无线通信，避免了因有线通信而引起的效率低、故障率高、能源浪费等问题，解决了无线通信的信道干扰问题。
【专利说明】空调系统及其通信方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及空调【技术领域】，特别涉及一种空调系统和一种空调系统的通信方法。【背景技术】
[0002] 目前，空调室内外机大部分通过有线连接，如图1所示，空调室内机与空调室外机 通过电源线及通信线进行有线连接，并且为了节省连接线，将信号叠加在交流电源线的零 线上。为了实现交直流隔离，必须采用高压光耦。而电源部分是通过交流电压阻容降压，对 部件耐压要求比较高，导致无谓的热损失，浪费能源。在安装过程中，要求火线、零线、地线、 信号线准确连接，使得安装效率低，并且如果接线错误，会导致电路部件损坏，故障率高。
[0003] 此外，现有的某些空调则采用无线通信，固定在某个波段的某个信道通信。但是， 存在问题是：当这个信道被干扰的时候，空调就无法通信了。并且同一类产品通常选择同一 个信道通信，当附近使用相同产品的用户多的时候，空调之间相互也会产生冲突，存在无线 通信的信道占用问题，即存在无线通信的信道干扰问题。


【发明内容】

[0004] 本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题。
[0005] 为此，本发明的一个目的在于提出一种空调系统，使得空调室内外机进行无线通 信，以替代有线通信，从而有效避免因有线通信而引起的效率低、故障率高、能源浪费等问 题。并且可以简化安装过程，避免接线错误，还可以解决无线通信的信道干扰问题。
[0006] 本发明的另一个目的在于提出一种空调系统的通信方法。
[0007] 为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的空调系统，包括：室内机，其中，所述 室内机包括：内机主控模块；与所述内机主控模块相连的第一无线通信模块，所述第一无 线通信模块具有至少一个公共信道和多个工作信道；室外机，其中，所述室外机包括：外机 主控模块；以及与所述外机主控模块相连的第二无线通信模块，所述第二无线通信模块与 所述第一无线通信模块之间相互通信，所述第二无线通信模块具有所述至少一个公共信道 和多个工作信道；其中，所述室内机和所述室外机中一个为主机，所述室内机和所述室外机 中的另一个为从机，所述主机和从机之间通过所述至少一个公共信道中的一个完成握手， 并且所述主机从所述多个工作信道中选择一个作为所述主机和从机之间的工作信道并通 过所述至少一个公共信道中的一个发送至所述从机，以使所述主机和从机之间通过选择的 工作信道进行通信。
[0008] 根据本发明实施例提出的空调系统，能够实现空调室内外机进行无线通信，以替 代有线通信，从而有效避免因有线通信而引起的效率低、故障率高、能源浪费等问题，并且 可以简化安装过程，避免接线错误，还可以有效解决无线通信的信道干扰问题。
[0009] 在本发明的一个实施例中，所述至少一个公共信道为多个，所述主机和从机之间 通过多公共信道跳频握手协议进行握手。
[0010] 在本发明的一个实施例中，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块的工作载 波波段可以为433MHz，且通信波特率在19200-55000bits/秒。
[0011] 在本发明的一个实施例中，所述主机在所述多个公共信道中选择一个广播握手邀 请信号，所述从机搜索公共信道并根据所述握手邀请信号向所述主机返回握手响应信号， 以完成所述主机和从机之间的握手。
[0012] 在本发明的一个实施例中，所述多个公共信道均匀地分布在所述工作载波波段 内。
[0013] 在本发明的一个实施例中，所述主机还用于判断所述选择的公共信道的占用率是 否低于第一预设阈值，以及如果否，则重新在所述多个公共信道中选择一个广播所述握手 邀请信号，直到所述选择的公共信道的占用率低于所述第一预设阈值。
[0014] 在本发明的一个实施例中，所述主机还用于判断所述选择的工作信道的占用率是 否低于第二预设阈值，以及如果否，则重新从所述多个工作信道选择一个作为所述主机和 从机之间的工作信道，直到所述选择的工作信道的占用率低于所述第二预设阈值。
[0015] 在本发明的一个实施例中，所述握手邀请信号具有所述主机为所述从机选择的工 作信道和所述主机的标识信息，所述握手响应信号具有所述选择的工作信道和所述从机的 标识信息。
[0016] 在本发明的一个实施例中，所述主机和从机之间采用所述选择的工作信道通过所 述第一无线通信模块和第二无线通信模块进行命令发送信息和命令响应信息的传输。
[0017] 在本发明的一个实施例中，所述命令发送信息包括所述主机的标识信息和命令发 送内容，所述命令响应信息包括所述从机的标识信息和命令响应内容。
[0018] 在本发明的一个实施例中，所述第一无线通信模块包括第一调制解调模块，所述 第二无线通信模块包括第二调制解调模块。
[0019] 在本发明的一个实施例中，所述第一无线通信模块还包括第一控制模块，所述第 二无线通信模块还包括第二控制模块。
[0020] 为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种空调系统的通信方法，所述 空调系统包括主机和从机，所述主机和从机之间通过无线方式进行通信，所述主机和从机 具有至少一个公共信道和多个工作信道，所述的通信方法包括如下步骤：
[0021] S1，所述主机通过所述至少一个公共信道中的一个向所述从机发送握手邀请信 号，其中，所述握手邀请信号具有所述主机为所述从机选择的工作信道和所述主机的标识 信息；
[0022] S2,所述从机搜索公共信道并根据所述握手邀请信号向所述主机返回握手响应信 号，其中，所述握手响应信号具有所述选择的工作信道和所述从机的标识信息；
[0023] S3,所述主机通过所述选择的工作信道向所述从机发送命令发送信息；
[0024] S4,所述从机在对所述命令发送信息进行处理后，通过所述选择的工作信道向所 述主机反馈命令响应信息。
[0025] 根据本发明实施例提出的空调系统的通信方法，采用主从通信方式进行无线通 信，由主机选择合适的公共信道和工作信道，实现主机和从机进行无线通信，并且本发明可 以实现多个工作信道的分时复用。此外，该通信方法简单、可靠。
[0026] 在本发明的一个实施例中，所述至少一个公共信道为多个，所述主机和从机之间 通过多公共信道跳频握手协议进行握手。
[0027] 在本发明的一个实施例中，在所述步骤SI中，所述主机在所述多个公共信道中选 择一个广播握手邀请信号，在所述步骤S2中，所述从机搜索所述选择的公共信道并根据所 述握手邀请信号向所述主机返回握手响应信号，以完成所述主机和从机之间的握手。
[0028] 在本发明的一个实施例中，所述步骤Sl还包括：
[0029] 所述主机判断所述选择的公共信道的占用率是否低于第一预设阈值；
[0030] 如果否，则重新在所述多个公共信道中选择一个广播所述握手邀请信号，直到所 述选择的公共信道的占用率低于所述第一预设阈值。
[0031] 在本发明的一个实施例中，在所述步骤Sl之前，所述的空调系统的通信方法还包 括：
[0032] 所述主机从所述多个工作信道中选择一个作为所述主机和从机之间的工作信 道；
[0033] 所述主机判断所述选择的工作信道的占用率是否低于第二预设阈值；
[0034] 如果否，则重新从所述多个工作信道选择一个作为所述主机和从机之间的工作信 道，直到所述选择的工作信道的占用率低于所述第二预设阈值。
[0035] 在本发明的一个实施例中，所述命令发送信息包括所述主机的标识信息和命令发 送内容，所述命令响应信息包括所述从机的标识信息和命令响应内容。
[0036] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。

【专利附图】

【附图说明】
[0037] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中 ：
[0038] 图1为有线通信的空调安装结构示意图；
[0039] 图2为根据本发明一个实施例提出的空调系统的安装结构示意图；
[0040] 图3为本发明的空调系统的各部件之间的连接示意图；
[0041] 图4为本发明一个具体实施例的空调系统的通信方式的示意图；
[0042] 图5为本发明一个具体实施例的空调系统的通信顺序的示意图；
[0043]图6为本发明一个实施例的第一无线通信模块和第二无线通信模块的结构示意 图；
[0044]图7为本发明另一个实施例的第一无线通信模块和第二无线通信模块的结构示 意图；以及
[0045] 图8为根据本发明实施例提出的空调系统的通信方法的流程图。
[0046] 附图标记：
[0047] 室内机100、室外机200,内机主控模块10、第一无线通信模块20、外机主控模块 30、第二无线通信模块40,第一调制解调模块21，第一控制模块22,第二调制解调模块41， 第二控制模块42。

【具体实施方式】
[0048] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0049] 此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或 者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以 上，除非另有明确具体的限定。
[0050] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语"安装"、"相连"、 "连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可 以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据 具体情况理解上述术语的具体含义。
[0051]参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述 和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施 例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的 实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0052]下面参照附图对本发明实施例提出的空调系统及其通信方法进行描述。
[0053] 首先对本发明实施例提出的空调系统进行描述。图2为根据本发明实施例提出的 空调系统的安装结构示意图，图3为空调系统的各部件之间的连接示意图。
[0054] 如图2和图3所示，本发明实施例提出的空调系统包括室内机100和室外机200。 其中，室内机100包括内机主控模块10和内机主控模块10相连的第一无线通信模块20,第 一无线通信模块20具有至少一个公共信道和多个工作信道；室外机200包括外机主控模块 30以及与外机主控模块30相连的第二无线通信模块40,第二无线通信模块40与第一无线 通信模块20之间相互通信，第二无线通信模块40具有至少一个公共信道和多个工作信道。 其中，室内机100和室外机200中一个为主机，室内机100和室外机200中的另一个为从机， 主机和从机之间通过至少一个公共信道中的一个完成握手，并且主机从多个工作信道中选 择一个作为主机和从机之间的工作信道并通过至少一个公共信道中的一个发送至从机，以 使主机和从机之间通过选择的工作信道进行通信。
[0055] 在本发明实施例中，空调系统的室内机100和室外机200中都安装了一个无线通 信模块分别为第一无线通信模块20和第二无线通信模块40,室内机100和室外机200只需 要把命令发送给各自的无线通信模块，由无线通信模块把命令发送出去，同样通过无线通 信模块实现命令的接收，无线通信模块把解码后的命令发送给室内机100和室外机200。
[0056] 在本发明的实施例中，主机和从机通信之前，必须在公共信道进行连接，这个连接 称为"握手"。其中，在本发明的一个实施例中，至少一个公共信道为多个，主机和从机之间 通过多公共信道跳频握手协议进行握手。
[0057] 可以理解的是，在主机和从机进行通过第一无线通信模块20和第二无线通信模 块40进行无线通信时，载波波段、信道、功率强度、波特率的选择非常重要。
[0058]具体而言，室内机100安装在室内，室外机200安装在室外，第一无线通信模块20 和第二无线通信模块40分别安装在室内机100和室外机200,两者之间有一堵水泥墙，由于 冷媒管路的限制，室内机100与室外机200距离通常少于5米。因此，本发明的无线载波要 求可以穿透一堵30厘米厚的水泥墙，以及室内机100和室外机200的机壳，并且在5米内可 以正常通信，并且对其他设备干扰比较少。由于波特率对通信距离、穿透力、相邻信道的能 量干涉都有影响：相同发射功率下，波特率越高，通信距离越短，穿透力越弱，对相邻信道干 扰越少。经过实验，得到433MHz的无线载波满足要求的最佳波特率为38400bits/秒。当 波特率为76800bits/秒时候，无法穿透一堵30厘米厚的水泥墙；当波特率为19200bits/ 秒时候，相邻的信道会相互干扰，只有间隔一个信道，例如1和3信道同时通信，才不会造成 干扰，但是可用信道数量减少了。
[0059] 因此，在本发明的一个实施例中，第一无线通信模块20和第二无线通信模块40的 工作载波波段为433MHz，且通信波特率在19200-55000bits/秒。即言，19200-55000bits/ 秒都是本发明的合适波特率。优选地，通信波特率可以为38400bits/秒。
[0060] 在本发明的实施例中，第一无线通信模块20与第二无线通信模块40之间相互通 信占用一个波段，波段中有多个通信信道，其中M个指定为公共信道。优选地，在本发明的 一个实施例中，多个公共信道均匀地分布在工作载波波段内，即多个公共信道均匀地分布 在433MHz的工作载波波段内。由此，使得公共信道分布合理，目的是为了当某个公共信道 受到干扰，还有其他的公共信道可以使用，从而提高抗干扰能力。
[0061] 在本发明的一个具体实施例中，如图4所不，室内机100与室外机200通过第一 无线通信模块20和第二无线通信模块40进行无线射频通信，无线射频通信载波频率为 433MHz，通信波特率：38400,有256个信道，常用信道0、1、255这3个信道禁止使用，防止与 其他射频设备冲突。40、80、120、160、200等5个信道作为可使用公共信道，其他的248个信 道作为命令帧发送信道即工作信道。在本实施例中，有5个公共信道：40、80、120、160、200， 均匀分布，基本不存在同时被干扰的可能性，只有还有公共信道可以使用，空调就可以通过 公共信道进行握手连接。
[0062] 需要说明的是，本发明的无线射频通信协议如下：
[0063] 握手帧：通信波特率：38400,每帧10个字节，实际通信时间：3. 3ms，预留适当的时 间间隙，规定每帧占用5ms，每秒钟支持200个帧通信。帧格式：头码（AAh)、产品编码（7个 字节)、命令帧占用信道（1个字节)、校验和（1个字节)。如表1所示。
[0064] 表 1
[0065]

【权利要求】
1. 一种空调系统，其特征在于，包括： 室内机，其中，所述室内机包括： 内机主控模块； 与所述内机主控模块相连的第一无线通信模块，所述第一无线通信模块具有至少一个 公共信道和多个工作信道； 室外机，其中，所述室外机包括： 外机主控模块；以及 与所述外机主控模块相连的第二无线通信模块，所述第二无线通信模块与所述第一无 线通信模块之间相互通信，所述第二无线通信模块具有所述至少一个公共信道和多个工作 信道； 其中，所述室内机和所述室外机中一个为主机，所述室内机和所述室外机中的另一个 为从机，所述主机和从机之间通过所述至少一个公共信道中的一个完成握手，并且所述主 机从所述多个工作信道中选择一个作为所述主机和从机之间的工作信道并通过所述至少 一个公共信道中的一个发送至所述从机，以使所述主机和从机之间通过选择的工作信道进 行通信。
2. 如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述至少一个公共信道为多个，所述主 机和从机之间通过多公共信道跳频握手协议进行握手。
3. 如权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述第一无线通信模块和第二无线通 信模块的工作载波波段为433MHz，且通信波特率在19200-55000bits/秒。
4. 如权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述主机在所述多个公共信道中选择 一个广播握手邀请信号，所述从机搜索公共信道并根据所述握手邀请信号向所述主机返回 握手响应信号，以完成所述主机和从机之间的握手。
5. 如权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述多个公共信道均匀地分布在所述 工作载波波段内。
6. 如权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述主机还用于判断所述选择的公共 信道的占用率是否低于第一预设阈值，以及如果否，则重新在所述多个公共信道中选择一 个广播所述握手邀请信号，直到所述选择的公共信道的占用率低于所述第一预设阈值。
7. 如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述主机还用于判断所述选择的工作 信道的占用率是否低于第二预设阈值，以及如果否，则重新从所述多个工作信道选择一个 作为所述主机和从机之间的工作信道，直到所述选择的工作信道的占用率低于所述第二预 设阈值。
8. 如权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述握手邀请信号具有所述主机为所 述从机选择的工作信道和所述主机的标识信息，所述握手响应信号具有所述选择的工作信 道和所述从机的标识信息。
9. 如权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述主机和从机之间采用所述选择的 工作信道通过所述第一无线通信模块和第二无线通信模块进行命令发送信息和命令响应 信息的传输。
10. 如权利要求9所述的空调系统，其特征在于，所述命令发送信息包括所述主机的标 识信息和命令发送内容，所述命令响应信息包括所述从机的标识信息和命令响应内容。
11. 如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述第一无线通信模块包括第一调制 解调模块，所述第二无线通信模块包括第二调制解调模块。
12. 如权利要求11所述的空调系统，其特征在于，所述第一无线通信模块还包括第一 控制模块，所述第二无线通信模块还包括第二控制模块。
13. -种空调系统的通信方法，其特征在于，所述空调系统包括主机和从机，所述主机 和从机之间通过无线方式进行通信，所述主机和从机具有至少一个公共信道和多个工作信 道，所述的通信方法包括如下步骤： S1，所述主机通过所述至少一个公共信道中的一个向所述从机发送握手邀请信号，其 中，所述握手邀请信号具有所述主机为所述从机选择的工作信道和所述主机的标识信息； 52, 所述从机搜索公共信道并根据所述握手邀请信号向所述主机返回握手响应信号， 其中，所述握手响应信号具有所述选择的工作信道和所述从机的标识信息； 53, 所述主机通过所述选择的工作信道向所述从机发送命令发送信息； 54, 所述从机在对所述命令发送信息进行处理后，通过所述选择的工作信道向所述主 机反馈命令响应信息。
14. 如权利要求13所述的通信方法，其特征在于，所述至少一个公共信道为多个，所述 主机和从机之间通过多公共信道跳频握手协议进行握手。
15. 如权利要求14所述的通信方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述主机在所述多 个公共信道中选择一个广播握手邀请信号，在所述步骤S2中，所述从机搜索所述选择的公 共信道并根据所述握手邀请信号向所述主机返回握手响应信号，以完成所述主机和从机之 间的握手。
16. 如权利要求14所述的通信方法，其特征在于，所述步骤S1还包括： 所述主机判断所述选择的公共信道的占用率是否低于第一预设阈值； 如果否，则重新在所述多个公共信道中选择一个广播所述握手邀请信号，直到所述选 择的公共信道的占用率低于所述第一预设阈值。
17. 如权利要求13所述的通信方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，还包括： 所述主机从所述多个工作信道中选择一个作为所述主机和从机之间的工作信道； 所述主机判断所述选择的工作信道的占用率是否低于第二预设阈值； 如果否，则重新从所述多个工作信道选择一个作为所述主机和从机之间的工作信道， 直到所述选择的工作信道的占用率低于所述第二预设阈值。
18. 如权利要求13所述的通信方法，其特征在于，所述命令发送信息包括所述主机的 标识信息和命令发送内容，所述命令响应信息包括所述从机的标识信息和命令响应内容。
【文档编号】F24F11/02GK104279719SQ201310275836
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】郑绪成, 李秉樵 申请人:广东美的制冷设备有限公司