本发明涉及空调领域,尤其是涉及一种空调控制系统。
背景技术:
目前,由于没有先进的技术手段支持,国内的中央空调系统基本上都采用传统的定流量控制方式,即空调冷冻水流量、冷却水流量和冷却风风量均是恒定的。一般中央空调系统是按照当地历史上气温最高的天气来设计选型,且预留有15~20%的余量。这样,在正常使用时,即使是在天气最热的季节,中央空调系统也没有完全运行在满负荷状态。在中央空调的调水系统中,冷冻水泵和冷却水泵的容量,也是按照建筑物最大设计负荷选定的,如此而来,实际的运行情况是长期处于固定的最大水流量下工作,也即,只要启动空调主机,冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机都在50Hz工频状态下运行。但整栋大楼的热负载会随季节、昼夜和用户需求的变化而动态变化,中央空调的实际热负载在绝大部分时间内远比设计负载低,如此造成的资源浪费也非常严重。因此,在满足需求的同时实现中央空调的节能控制,是一件急需解决的事情。
技术实现要素:
本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷,提供一种空调控制系统,可对室内温度、湿度、空气质量等环境变量参数进行实时监控,并调整中央空调的输出功率使之与实际负荷相匹配,进而实现按需定点定向的调节。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现:一种空调控制系统,包括多个传感器节点、控制主机、与控制主机相连的上位机、与控制主机相连的下位机及与下位机相连的中央空调终端,每个传感器节点上配备有温度传感器、湿度传感器和空气质量传感器,多个传感器节点汇集成一个或者多个汇聚节点,汇聚节点与控制主机之间通过以太网实现远程传输。
本发明应用时,各个传感器节点实时采集室内温度、湿度、空气质量等环境变量参数,并将采集到的数据传输到汇聚节点。控制主机通过以太网访问汇聚节点获取数据,并进行数据分析和处理,再将该结果发送给上位机。上位机对整个环境进行监控,并根据接收的数据绘制相应区域的温度场,自动启动控制算法调整中央空调终端的鼓风机频率、压缩机功率、风机转速和转向参数,最后将该数据经控制主机传送给下位机,使得下位机控制中央空调终端的压缩机和风机盘管协同工作。最终使得中央空调输出功率与实际负荷匹配,实现按需定点定向的调节。
进一步地,所述传感器节点主控芯片为MSP430F1611单片机。传感器节点需选择低功耗、高效率的主控芯片。而MSP430F1611是带FLASH的单片机,其性价比和集成度均很高。MSP430F1611在1.8V到3.6V的供电电压范围内均可正常工作,在供电电压为2.2V、系统时钟为1MHz时活动功耗更是低至200uA。通常在使用内部的DCO和外部ACLK时功耗仅为165uA,备用模式下更是只有0.7uA的电流消耗,仅需要0.1uA的电流来保持RAM中的数据,非常节能。
进一步地,所述汇聚节点主控芯片为STM32F103VET6单片机。STM32F103VET6单片机的工作频率最高位72MHz,片内具有512K字节的闪存存储器,如此可满足对大量数据的高速处理和存储的需求。
进一步地,所述温度传感器为DS18B20。DS18B20可提供9-12位的摄氏温度测量,精确度高。
进一步地,所述湿度传感器为DHT11。DHT11作为一种复合型传感器,其内部包括已校准的用数字信号作为输出的温湿度,采用的技术包括温湿度传感技术和专用的数字模块采集技术。DHT11包含一个NTC测温元件和一个电阻式感湿元件。
为实现对空气质量数据的采集,进一步地,所述空气质量传感器为二氧化碳浓度传感器MQ-2。
本发明具有以下有益效果:本发明通过传感器节点的设置,可对室内温度、湿度、空气质量等环境变量参数进行实时监控;通过汇聚节点及控制主机的设置,可实现对采集数据的传松及处理;通过上位机和下位机的设置,可调整中央空调的输出功率使之与实际负荷相匹配,进而实现按需定点定向的调节。
附图说明
图1为本发明所述的一种空调控制系统的结构框图;
图2为本发明所述的一种空调控制系统中传感器节点的结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明做进一步的详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1至图2所示,一种空调控制系统,包括多个传感器节点、控制主机、与控制主机相连的上位机、与控制主机相连的下位机及与下位机相连的中央空调终端,每个传感器节点上配备有温度传感器、湿度传感器和空气质量传感器,多个传感器节点汇集成一个或者多个汇聚节点,汇聚节点与控制主机之间通过以太网实现远程传输。
本实施例应用时,各个传感器节点实时采集室内温度、湿度、空气质量等环境变量参数,并将采集到的数据传输到汇聚节点。控制主机通过以太网访问汇聚节点获取数据,并进行数据分析和处理,再将该结果发送给上位机。上位机对整个环境进行监控,并根据接收的数据绘制相应区域的温度场,自动启动控制算法调整中央空调终端的鼓风机频率、压缩机功率、风机转速和转向参数,最后将该数据经控制主机传送给下位机,使得下位机控制中央空调终端的压缩机和风机盘管协同工作。最终使得中央空调输出功率与实际负荷匹配,实现按需定点定向的调节。
优选地,所述传感器节点主控芯片为MSP430F1611单片机。传感器节点需选择低功耗、高效率的主控芯片。而MSP430F1611是带FLASH的单片机,其性价比和集成度均很高。MSP430F1611在1.8V到3.6V的供电电压范围内均可正常工作,在供电电压为2.2V、系统时钟为1MHz时活动功耗更是低至200uA。通常在使用内部的DCO和外部ACLK时功耗仅为165uA,备用模式下更是只有0.7uA的电流消耗,仅需要0.1uA的电流来保持RAM中的数据,非常节能。
优选地,所述汇聚节点主控芯片为STM32F103VET6单片机。STM32F103VET6单片机的工作频率最高位72MHz,片内具有512K字节的闪存存储器,如此可满足对大量数据的高速处理和存储的需求。
优选地,所述温度传感器为DS18B20。DS18B20可提供9-12位的摄氏温度测量,精确度高。
优选地,所述湿度传感器为DHT11。DHT11作为一种复合型传感器,其内部包括已校准的用数字信号作为输出的温湿度,采用的技术包括温湿度传感技术和专用的数字模块采集技术。DHT11包含一个NTC测温元件和一个电阻式感湿元件。
优选地,所述空气质量传感器为二氧化碳浓度传感器MQ-2。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式,均应包含在本发明的保护范围内。