基于混合网络的智能空调的控制系统及方法与流程

本发明涉及自动控制及制冷技术领域，更具体涉及基于混合网络的智能空调的控制系统及方法。

背景技术：

目前空调都是通过空调内部回风温度的测量来判断室内温度变化，这样会导致室内局部温度不均匀，造成制冷、制热慢，严重影响室内的舒适度和用户的体验感受，快速达成室内温度与出口温度一致是一个亟待解决的问题。目前空调几个温度测量大都是简单的平均算法，对温度差异或温差大的区域温度测量误差较大；空调对市电电网突然波动保护控制方式上响应慢、判断不准确。目前市场上的车载舱体冷暖空调因为种类多、型号多导致空调电控部分也各不相同，造成生产效率低、成本高，维护不方便，售后成本高。空调组网方式目前基本没有，有的能组网还需要空调厂家单独提供额外组网部件，不方便。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于现有车载空调的维护不便、生产效率低。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，具体技术方案如下：

基于混合网络的智能空调的控制系统，包括：控制器、网络总控制器、人机界面，空调的通用板件、ad转换器、第一温度传感器、第二温度传感器，所述空调的通用板件与所述网络总控制器连接，所述ad转换器、第一温度传感器、第二温度传感器都与所述控制器连接，所述控制器与人机界面、网络总控制器进行通信连接。

更进一步地，所述空调的通用板件包括拨码开关、看门狗电路，所述拨码开关、所述看门狗电路与所述网络总控制器连接。

更进一步地，所述第一温度传感器安装在空调位置的墙体控制盒上，所述第二温度传感器安装在空调回风口。

更进一步地，所述控制器通过can总线与网络总控制器连接。

更进一步地，所述控制器通过modbus总线与人机界面连接。

基于混合网络的智能空调的控制方法，包括：

将设备进行连接以及组网；

网络总控制器通过空调的通用板件识别空调型号，并将所选择的空调型号发送给空调的控制器；

所述控制器接收网络总控制器的指令，对所接收的指令进行处理；同时第一温度传感器和第二温度传感器将所采集的温度传输给控制器，对所接收的温度进行处理，测量室内温度；

通过控制器计算电网电压值。

更进一步地，所述控制器的处理过程包括：

将所需处理的数据输入控制器进行输入处理，将控制器与网络总控制器和人机界面进行通信服务；

判断控制器是否运行，如果没有运行，则执行自诊断；如果正常运行，则控制器进行智能逻辑控制，并输出处理数据，然后执行自诊断；

通过执行自诊断判断是否工作正常，如果工作正常则返回输入处理；如果工作布置不正常，则存放错误信息，并对错误信息进行处理，处理完成后，返回输入处理进行循环。

更进一步地，所述测量室内温度的区间分为不同的区间段，并采用分段最小二乘法进行拟合。

更进一步地，所述电网电压值采用dma方式的ad转换获得。

更进一步地，所述电压的有效值公式为：

其中，n为总的采集电压值的个数，n为某个采集点的电压值，k为变压器变比乘电阻分压系数。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明设计一个空调的通用板件，在板件上安装拨码开关，通过板件上拨码识别空调型号，大大降低物料的采购成本和仓储成本，生产效率高，方便维护；并通过第一传感器测室内出风口的温度，第二传感器测量外区域温度，时时判断两温度值，使室内温度均匀且保持与回风温度一致，并通过多曲线最小二乘的拟合算法，可精确算出在不同温度区间温度测量的实际数值，可准确测量出高、中、低温区段实际温度值；本申请中通过dma方式的ad转换，检测精度高，响应时间快，可快速准确判断电网波动异常，做出相应的保护措施，很好的保护空调；本申请采用can总线和modbus总线，实现人机界面以及网络总控制器之间进行通讯，接受空调工作方式、温度设定等控制命令，可以上传空调工作状态、故障信息，更好的实现信息的传输。

附图说明

图1为本发明实施例的基于混合网络的智能空调的控制系统的结构图。

图2为本发明实施例的基于混合网络的智能空调的控制方法的流程图。

图3为本发明实施例的基于混合网络的智能空调的控制方法的电网电压检测波形图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，基于混合网络的智能空调的控制系统，包括：控制器1、网络总控制器、人机界面，ad转换器11、温度传感器12、温度传感器13、控制器2、ad转换器21、温度传感器22、温度传感器23，空调的通用板件与网络总控制器连接，ad转换器11、温度传感器12、温度传感器13都与控制器1连接，ad转换器21、温度传感器22、温度传感器23都与控制器2连接，控制器1、控制器2、与人机界面、网络总控制器进行通信连接。本实施例中，混合网络中只用两台空调从而对应两台控制器，混合网络中空调的数量根据应用环境决定，本实施例中只是以两台空调为例。

其中，空调的通用板件包括拨码开关、看门狗电路，拨码开关、看门狗电路与网络总控制器连接。温度传感器12、温度传感器22安装在空调所安装位置的墙体控制盒上，温度传感器13、温度传感器23安装在空调回风口。控制器1、控制器2通过can总线(h,l)与网络总控制器连接。控制器1、控制器2通过modbus总线(a,b)与人机界面连接。

具体的，每个控制器都提供can总线(h,l)和modbus总线(a,b)接口，可以和人机界面、网络总控制器进行通讯，接受空调工作方式、温度设定等控制命令，可以上传空调工作状态、故障信息等，通过can总线、modbus总线实现自组网，如图1中，控制器1、控制器2与网络总控制器、人机界面形成了网络，每个控制器分别对应连接不同的ad转换器、传感器，图中用不同的标号进行区分。针对风速档位、加热档位不同的空调器，网络总控制器可以根据拨码开关组合方式选择出对应空调型号，系统上电后，软件先读取拨码方式，读出具体对应系统型号，调用该型号的对应的软件运行，通过看门狗的软件设计，很好保障系统的稳定性和安全性。

在空调回风口上配置一个测量温度传感器，同时在墙体控制盒上配备一个另一个温度测量传感器，以在墙体控制盒上配备为主，在空调回风口上配置为辅，这样可以很好的反应出室内的实际温度的均匀性，避免了局部回风温度很好，实际室内区域温差大。

根据图1的系统，基于混合网络的智能空调的控制方法，如图2所示，包括：

将设备进行连接以及组网；网络总控制器通过空调的通用板件识别空调型号，并将所选择的空调型号发送给空调的控制器；控制器接收网络总控制器的指令，对所接收的指令进行处理；同时温度传感器13、温度传感器14将所采集的温度传输给控制器1，温度传感器22、温度传感器23将所采集的温度传给控制器2，对所接收的温度进行处理，测量室内温度；通过控制器计算电网电压值。

具体的，控制器1和控制器2的处理过程包括：

将所需处理的数据输入控制器1和控制器2进行输入处理，使控制器1和控制器2与网络总控制器和人机界面进行通信服务；判断控制器1和控制器2是否运行，如果没有运行，则执行自诊断，通过执行自诊断判断是否工作正常，如果工作正常则返回输入处理；如果工作布置不正常，则存放错误信息，并对错误信息进行处理，处理完成后，继续循环。

其中，将测量室内温度的区间分为超低温段、低温段、中温段、常温段、高温段和超高温段，并采用分段最小二乘法进行拟合，很好的解决了各区段温度测量算法的差异性，使温度传感器测量温度的准确性更高，也提供了计算效率，节省了cpu的运算时间，例如，公式为温度传感器3950电阻值的拟合公式：

其中，电网电压值采用dma方式的ad转换获得。电压的有效值公式为：

其中，n为总的采集电压值的个数，n为某个采集点的电压值，k为变压器变比乘电阻分压系数。

例如，如图3所示，电网电压检测的波形，其中，横坐标为时间t，纵坐标为电压值u，每个10ms采样50点，根据公式(2)可以实时计算出电压的有效值，则代入公式得

综上，本发明的空调控制系统可以很好对市电输入过、欠快速准确判断、启动保护，通过拨码组合方式选择，通过看门狗电路保证安全的软件设计，保证了各型号空调的通用性、安全性，降低了生产成本和维护成本。在温度测量中采用多曲线最小二乘的拟合算法，提供了温度测量的准确性，采用多温度传感器信息融合技术，对多处回风温度，环境温度、蒸发管温度采样信息融合，提供了室内温度均匀性和快速达到预设温度效率，灵活的组网方式和控制模式，提供了空调智能化和关联度，起到很好的节能降耗作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。