物聯網空調遠程節能監控系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種物聯網空調遠程節能監控系統，包括多個空調遙控器、用于采集多個空調遙控器信息數據的無線集中器、以及一后臺服務器，所述空調遙控器通過有線或無線的方式對空調機進行控制，并通過無線通信網絡與無線集中器連接，所述無線集中器通過TCP/IP協議與后臺服務器連接，用于將數據傳送至后臺服務器。可以利用遠程PC機通過后臺服務器和無線集中器實現對空調的開關、溫度、風速、運行模式等進行控制，位于前端的空調控制器自帶溫度傳感器能感知其所在地的溫度信息，通過溫度的實時監測、后臺系統的溫控策略實現空調的自動開關、自動溫度調節、風速調節、保持空調所在地的溫度處于指定的合理狀態范圍、從而達到節能、遠程集控的目的。
【專利說明】物聯網空調遠程節能監控系統
【【技術領域】】
[0001]本實用新型涉及一種監控系統，特別涉及一種物聯網空調遠程節能監控系統。【【背景技術】】
[0002]隨著我國科技和經濟的快速發展，中央空調系統的應用范圍已經越來越廣，被普遍應用于學校、酒店、醫院、寫字樓、企業辦公樓等地方，而現有的中央空調系統較復雜，尾端設備數量較多，布置分散，且對中央空調的控制一般采用人工對空調進行操作，采用人工的進行開關機及對空調的溫度、風速等狀態進行調節，無法對其運行及耗能進行科學的管理，且容易出現忘記關機的現象，造成能源的浪費；特別對于應用在學校的教室、宿舍和圖書館等場合的中央空調系統，學生在學習、生活中需要的是一個舒適的環境，而由于現有中央空調系統的人工控制會導致經常發生空調溫度不適宜的現象，容易造成學生學習效率的下滑，甚至生病從而發生大范圍的傳染，因此，對于空調的管理以及節能環保是一個不能忽略的問題。
【
【發明內容】
】
[0003]本實用新型的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種物聯網空調遠程節能監控系統。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現的:它包括多個空調遙控器、用于采集多個空調遙控器信息數據的無線集中器、以及一后臺服務器，所述空調遙控器通過有線或無線的方式對空調機進行控制，并通過無線通信網絡與無線集中器連接，所述無線集中器通過TCP/IP協議與后臺服務器連接，用于將數據傳送至后臺服務器。
[0005]較佳的，所述空調遙控器包括主處理器以及與主處理器連接的存儲器、電源電路、紅外收發模塊、RF無線通信模塊和人機界面LCD顯示與按鍵輸入模塊。
[0006]較佳的，還包括有一通過internet網與后臺服務器連接的遙控編碼控制器，用于向空調遙控器傳輸控制代碼。
[0007]較佳的，所述空調遙控器還包括與主處理器連接的門磁、紅外人體感應無線接收模塊。
[0008]較佳的，所述空調遙控器還包括通信接口電路，所述通信接口電路由RS232接口電路和RS485接口電路組成。
[0009]較佳的，所述空調遙控器還包括與主處理器連接的互感器電流檢測電路。
[0010]較佳的，所述空調遙控器還包括與主處理器連接的數字信號輸入及輸出電路。
[0011]較佳的，所述RF無線通信模塊采用Si4432芯片。
[0012]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:可以利用遠程PC機通過后臺服務器和無線集中器實現對空調的開關、溫度、風速、運行模式等進行控制，位于前端的空調控制器自帶溫度傳感器能感知其所在地的溫度信息，通過溫度的實時監測、后臺系統的溫控策略實現空調的自動開關、自動溫度調節、風速調節、保持空調所在地的溫度處于指定的合理狀態范圍、從而達到節能、遠程集控的目的。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0013]圖1為本實用新型監控系統的結構原理圖；
[0014]圖2為本實用新型空調遙控器的原理框圖；
[0015]圖3為本實用新型主處理器、存儲器和無線通信模塊的電路原理圖；
[0016]圖4、圖5為本實用新型紅外收發模塊的電路原理圖；
[0017]圖6、圖7和圖8為本實用新型人機界面IXD顯示與按鍵輸入模塊的電路原理圖；
[0018]圖9為本實用新型門磁、紅外人體感應模塊的電路原理圖；
[0019]圖10為本實用新型的電源電路的原理圖；
[0020]圖11和圖12為本實用新型的通信接口電路原理圖；
[0021]圖13為本實用新型互感器電流檢測電路原理圖；
[0022]圖14和圖15為本實用新型數字信號輸入及輸出電路；
[0023]圖16為本實用新型LED指示燈電路原理圖。
【【具體實施方式】】
[0024]下面結合附圖及【具體實施方式】對本實用新型作進一步描述:
[0025]如圖1和圖2所示，本實用新型的物聯網空調遠程節能監控系統，它包括多個空調遙控器1、用于采集多個空調遙控器I信息數據的無線集中器2、后臺服務器3、以及一通過internet網與后臺服務器3連接的遙控編碼控制器4 ;所述空調遙控器I通過有線或無線的方式對空調機進行控制，并通過無線通信網絡與無線集中器2連接，所述無線集中器2通過TCP/IP協議與后臺服務器3連接，從而實現在空調遙控器I對空調機溫度、風速、開關機等各種設置進行控制的同時，由無線集中器2對各個空調遙控器I的實時狀態信息(溫度、濕度、各種狀態等)進行采集，并將這些信息數據傳送至后臺服務器3 ;所述遙控編碼控制器4通過后臺服務器3和無線集中器2可向空調遙控器I傳輸用于控制空調機的控制代碼。所述空調遙控器I主要包括主處理器10以及與主處理器10連接的存儲器101、電源電路102、紅外收發模塊103、RF無線通信模塊104、人機界面IXD顯示與按鍵輸入模塊105、門磁、紅外人體感應無線接收模塊106、通信接口電路107、互感器電流檢測電路108、數字信號輸入及輸出電路109和LED指示燈110電路。
[0026]結合圖3所示，為主處理器10、存儲器101和RF無線通信模塊104的電路連接圖，主處理器U5為ST公司STM32 (ARM Cortex_M3) 32位微控制器，型號為STM32F103RBT6，STM32F103RBT6 的內核是 ARM32 位的 Cortex?-M3CPU 頻率最高能達到 72MHz，1.25DMips/MHz,O等待周期的存儲器、單周期乘法和硬件除法；存儲器有128K字節的閃存程序存儲器和20K字節的SRAM。
[0027]主處理器10 由 C12 ~C22、R15、R19、R23、R24、R31、R32、KEYl (RST)、JP2 (BOOT)、JP1(SWD)、Y1、Y2與U5加上3.3V電源組成最少系統，基中:R32、C19、C20、Y1晶振電路提供外部頻率，R31、C14、KEYl (RST)電路上一個上電自動復位和按鍵手動復位功能，JP2 (BOOT)跳線選擇是STM32F103RBT6起動模式，接到低電平時為用戶閃存存儲器FLASH起動，接到高電平時系統存儲器起動。JPl(SWD)接口是一個SWD下載仿真調試接口。D3、D4、BT1 (3.3V電池)供電于STM32F103RBT6M內部RTC時鐘。R6、R10、Q1、B1組成了一個驅動蜂鳴器電路，由STM32F103RBT6的PClO弓丨腳控制，低電平有蜂鳴聲。
[0028]存儲器101主要包括芯片U6，芯片U6是W25X16，W25X16是華邦生產的一個高容量FLASH存儲器，有16M位2M字節的容量空間，主要存儲后臺服務器下發的參數、本機地址和遙控編碼控制器輸入的紅外搖空器碼等；JP3、JP4接口是用來與顯示板相接，JP3接口用來控制LCD顯示，JP4接口用來接收按鍵碼值。
[0029]RF無線通信模塊104主要包括SI I，其是采用Si4432芯片，Si4432芯片是一款低于IGHz高性能射頻收發器。其主要針對工業、科研和醫療(ISM)以及短距離無線通信設備(SRD)。SI4432輸出功率可達+20dBm，接收靈敏度達到-121dBm，可提供對數據包處理、數據緩沖FIFO、接收信號強度指示(RSSI)、空閑信道評估(CCA)、喚醒定時器、低電壓檢測、溫度傳感器、8位AD轉換器和通用輸入/輸出口等功能的硬件支持。C8、C9、C10、L3、L4電路無件構成了無線通信模塊SIl電源濾波。
[0030]結合圖4和圖5，為由紅外發送電路和紅外接收電路組成的紅外收發模塊103的電路原理圖，圖4為雙路紅外發射電路，HW38K提供38KHz的頻率，TXD為發送的高低電平碼；圖5為采用芯片HS0038B的紅外接收電路，用來接收空調遙控器對空調進行控制的紅外命令。
[0031]結合圖6、圖7和圖8，為本實用新型人機界面IXD顯示與按鍵輸入模塊105的電路原理圖；人機界面LCD顯示與按鍵輸入模塊由LCD顯示電路、LCD背光控制電路和按鍵電路組成；圖6為IXD顯示電路，主要包括U1，U1是采用顯示驅動芯片HT1621，其是帶串行接口的RAM映射型32*4點IXD驅動與控制電路。圖7為IXD背光控制電路，通過處理器引腳BACK_LIGHT控制燈的開關，JP8是LCD背光片供電接口。圖8為按鍵電路，按下按鍵后會給一個低電平傳給處理器引腳，處理器接收到不同的按鍵值做出不同的反應。
[0032]結合圖9，為門磁、紅外人體感應模塊106的電路原理圖，其頻率為315MHz，當門窗打開或檢測到人時會接收到無線碼信號，然后通過0UTDJ)?0UTD_4位轉送信號量給主處理器，當檢測到室內無人的時間或窗戶打開的時間超過一定時間后，通過空調遙控器將空調機關閉。
[0033]結合圖10，為電源電路102的原理圖，其是一個12V轉5V與5V轉3.3V穩壓濾波電路，供系統中不同電壓電源，12V轉5V主要是由LM2596完成，5V轉3.3V穩壓主要由LMl117-3.3完成，Cl?C7電容主要起電源濾波作用。
[0034]結合圖11和圖12，為通信接口電路107的電路連接圖，圖11為一個TTL電平轉成RS485信號的電路，此電路在系統中備用，主要為以后的采集外部信息預留的一個485接口信號。圖12為一個TTL電平轉成RS232信號的電路，此電路在系統中主要是與電腦串口通信，用來下載設置參數與接收發射紅外鍵碼命令。
[0035]結合圖13，為互感器電流檢測電路108的原理圖，其用來檢測互感器電流電路，通過整流濾波后轉為電壓值AC_AD供處理器AD采集運算，最后轉化為可顯示的電流值。
[0036]結合圖14和圖15，為數字信號輸入及輸出電路109的原理圖，圖14中的COMl為數字信號量的輸出，圖15的COM2為數字信號量的輸入，在系統中主要用來控制與接收外圍信號，如COMl可控制空調電源的開與斷。
[0037]結合圖16，為LED指示燈110的電路原理圖，用來指示相關數據的開斷、如LED1、LED2，LED3可分別用來指示無線收發、紅外發射、和紅外接收的狀態。
[0038]綜上所述，本實用新型的物聯網空調遠程節能監控系統可實現如下功能:
[0039]1、通過空調遙控器控制空調機工作，空調遙控器對空調機發送紅外控制代碼，這樣，無需改變空調機線路，空調遙控器器即可紅外遙控啟動、關閉空調機或改變空調機設置的溫度、濕度、風速等狀態。遙控開啟空調機時，同時設置了空調允許的工作溫度。針對沒有遙控功能的空調機，可以通過線控方式開啟或關閉空調，把控制線連接到空調機電腦板或空調線控器上的輕觸開關，即可靠實現控制空調機開關。
[0040]2、可檢測室內是否有人，微波探測器監測室內是否有人，微波技術大大優于熱釋電技術，抗射頻干擾能力強，不受溫度、濕度、光線、氣流、塵埃影響，穩定可靠。
[0041]3、可設置無人時間，可以在1-120分鐘之內任意調節設置無人時間，方便靈活；當空調遙控器監測室內無人的時間大于設置時間，空調遙控器會主動遙控關閉空調。
[0042]4、具有多種種工作模式，可設置加班，放假，工作日期等模式。
[0043]5、檢測窗戶是否開啟，遙控器監測窗戶開啟超過設置時間，主動關閉空調。
[0044]6、定時控制，遙控器內置時鐘，每日可以設置開啟、關閉時間。
[0045]7、實時開關功能，可對區、棟、樓、層、房間號實時開關機與設置溫度。
[0046]8、可實現空調來電自啟動功能，保證空調恢復斷電前運行模式。
[0047]9、實時監測環境溫度、可診斷空調制冷、制熱是否正常。
[0048]根據上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本實用新型構成任何限制。
【權利要求】
1.一種物聯網空調遠程節能監控系統，其特征在于:包括多個空調遙控器、用于采集多個空調遙控器信息數據的無線集中器、以及一后臺服務器，所述空調遙控器通過有線或無線的方式對空調機進行控制，并通過無線通信網絡與無線集中器連接，所述無線集中器通過TCP/IP協議與后臺服務器連接，用于將數據傳送至后臺服務器。
2.根據權利要求1所述的物聯網空調遠程節能監控系統，其特征在于:所述空調遙控器包括主處理器以及與主處理器連接的存儲器、電源電路、紅外收發模塊、RF無線通信模塊和人機界面IXD顯示與按鍵輸入模塊。
3.根據權利要求1所述的物聯網空調遠程節能監控系統，其特征在于:還包括有一通過internet網與后臺服務器連接的遙控編碼控制器，用于向空調遙控器傳輸控制代碼。
4.根據權利要求2所述的物聯網空調遠程節能監控系統，其特征在于:所述空調遙控器還包括與主處理器連接的門磁、紅外人體感應模塊。
5.根據權利要求2所述的物聯網空調遠程節能監控系統，其特征在于:所述空調遙控器還包括通信接口電路，所述通信接口電路由RS232接口電路和RS485接口電路組成。
6.根據權利要求2所述的物聯網空調遠程節能監控系統，其特征在于:所述空調遙控器還包括與主處理器連接的互感器電流檢測電路。
7.根據權利要求2所述的物聯網空調遠程節能監控系統，其特征在于:所述空調遙控器還包括與主處理器連接的數字信號輸入及輸出電路。
8.根據權利要求2所述的物聯網空調遠程節能監控系統，其特征在于:所述RF無線通信模塊采用Si4432芯片。
【文檔編號】F24F11/02GK203719041SQ201320828563
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】周明望, 曹成文, 周欽 申請人:深圳市凱路創新科技有限公司