CN100532978C - 空调的中央控制系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种用于(多个)空调的中央控制系统和一种用于控制该系统的方法。该中央系统能够集中控制连接到同一通信网络的多个空调。在该系统中，连接到中央控制器的协议转换器，将在空调和中央控制器之间进行通信的信号通信标准转换成另一种通信标准，通过扫描各个空调的连接状态信息获取连接状态信息，并且将获取的信息传输给中央控制器，因此管理者使用中央控制器，能够正确监视空调的状态，结果实现了可靠的控制系统。

Description

空调的中央控制系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种用于连接协议转换器和中央控制器的空调系统，该中央控制器可以集中控制一个或更多的通过通信网络互相连接的空调，并且更具体涉及一种空调系统，该系统使用第一通信标准，控制协议转换器与空调进行通信，并且使用第二通信标准，控制协议转换器与中央控制器进行通信，从而使用协议转换处理使相互信号通信可用。

本发明的协议转换器，实时扫描多个空调的连接状态，并且将扫描结果传输给所述中央控制器，因此所述中央控制器能够自动识别当前连接到通信网络的空调，结果实现更正确的综合控制操作。

背景技术

随着那些希望在任何场所使用空调的用户日益增加的需要，最近，有一种用于控制安装在诸如住宅的各个房间或大厦的各个办公室等很多地方的多个户内单元的系统正在被发展完善。

按照在户内单元和户外单元之间的连接方法，户内单元分成单机空调系统和多机空调系统。

单机空调系统包括安装在各个房间的户内单元和按照一对一的原则连接到户内单元的户外单元。多机空调系统包括安装在各个房间的多个户内单元和少于户内单元的少量的户外单元。一个户外单元被预定数量的户内单元所共享。为了便于描述，单机空调系统和多机空调系统以下通称为空调系统。

上述空调系统的用户使用安装在户内单元的键入单元，在空调系统中输入控制命令，包含在连接到键入单元的户内单元中的微处理器生成响应于控制命令的控制信号，以控制空调系统的操作，结果实现户内制冷。

不必说，如果适合于空调系统的户外单元采用热泵形式装配，可以改变制冷剂循环的方向，则户内制热的功能也能够被利用。

如果包含在空调系统中的户内单元或户外单元出现意外的错误操作，则系统管理员或负责人必须直接访问各个空调10，并且必须在所有的空调10中输入用于系统修复/维护服务的控制命令，如图1所示。

具体地说，诸如住宅公寓的公共建筑被动地管理或控制他们的空调系统，因此他们不得不需要大量的管理员或负责人和昂贵的管理成本，结果成本没有效益并且空调系统的使用效率低下。

为了解决上述问题，一种用于集中控制上述空调系统的中央控制器被连接到空调系统，因此该中央控制器能够控制多个空调的各个操作，并且也能够监视空调的各个状态。

然而，中央控制器不是直接连接到空调系统，而是通过协议转换器和本地控制器间接地连接到空调系统。在这种情况下，协议转换器将在中央控制器和空调系统之间进行通信的信号通信标准转换成另一种通信标准，本地控制器控制规定的由上述空调系统组成的空调组，并且协议转换器和本地控制器每一个都可以被看成是中间控制器。

所以，如果在诸如协议控制器或本地控制器的中间控制器出现意外的网络错误，则在中央控制器和空调系统之间进行通信的信号可靠性不可避免地恶化，因此错误的操作控制功能可能会意外地实现。

在这种情况下，假如中央控制器必须被重新复位，或者不但中央控制器而且连接到通信网络的空调系统都必须同时被重新复位，则在中央控制器和空调系统之间的通信模式就能够被正常地确定下来。

此外，如果常规的空调系统包括有新连接的或重新连接的空调，管理员或负责人必须被动分配一个ID(标识符)给新连接的或重新连接的空调，并且必须在中央控制器中重新输入所分配的ID，以识别空调的网络，结果导致管理员或负责人工作费事和效率低下。

发明内容

因此，本发明的产生已经考虑到了上面的问题，并且本发明的一个目的是提供一种空调系统，该系统使用可以将多机空调与单机空调结合在一起的控制系统的协议转换器，实时扫描包含有多机空调中的空调和单机空调的连接状态，并且将扫描结果传输给中央控制器，因此中央控制器能够基于扫描结果自动识别空调的连接状态。

本发明的另一个目的是提供一种空调系统，该系统使用中央控制器，正确地监视各个空调的状态信息，并且同时可靠地控制同一空调的操作，并且允许用户不必在中央控制器中手动重新输入与更多连接的空调有关的网络状态变化信息，结果增加用户管理的方便性。

依照本发明的一个方面，通过提供在一个或更多空调使用中的中央控制系统来实现这些目的，包括：多个空调，用于实现房间空气调节功能；中央控制器，用于实时监视多个空调的连接状态信息，并且同时控制空调的操作；和协议转换器，位于中央控制器与空调之间，其中所述协议转换器包括：转换处理器，用于转换在空调与中央控制器之间进行通信的信号通信标准以相互通信；扫描单元，用于访问空调的网络地址，并且扫描空调的连接状态信息；存储器，用于存储通过扫描单元扫描的空调连接状态信息和空调的网络地址信息；和通信单元，用于将存储在存储器的信息传输给中央控制器。

依照本发明的另一个方面，提供一种操作在一个或更多空调使用中的中央控制系统的方法，包括以下步骤：a)控制协议转换器，该协议转换器用于转换在多个空调和中央控制器之间进行通信的信号通信协议，并且扫描网络连接状态信息，该中央控制器用于集中控制多个空调，以按照第一通信标准与连接到通信网络的多个空调进行通信；b)按照扫描结果，从空调中获取连接状态信息，并且更新/存储获取的空调连接状态信息；c)在从中央控制器接收到信息请求信号的情况下，按照第二通信标准，将存储的连接状态信息传输给中央控制器；和d)使用接收连接状态信息的中央控制器，显示空调的连接状态信息。

在这种情况下，应该注意到，所述的多个空调适合于所有的空调，没有局限于为了说明目的而公开的单机空调或多机空调。例如，本发明也适合于可以实现户内制热功能的热泵式空调。

各个空调通过预定的通信网络互相连接在一起，并且也连接到协议转换器。在这种情况下，空调按照第一通信标准与协议转换器进行通信。

连接到协议转换器的中央控制器，按照第二通信标准与协议转换器进行通信，因此中央控制器能够实时监视各个空调连接状态信息，并且也能控制空调的操作。

协议转换器将第一通信标准转换成第二通信标准，因此协议转换器能够在空调和中央控制器之间起到媒介作用。同样，协议转换器通过通信网络扫描各个空调的网络连接状态，并且更新/存储获取的空调连接状态信息。

换句话说，协议转换器在从中央控制器接收请求信号的情况下，提供连接状态信息，因此访问中央控制器的管理者能够检查空调的连接状态信息。

附图说明

结合附图，在理解下面的详细描述后，本发明上述的目的和其他方面的特征、优点，将会更加显而易见。

图1的方框图，显示了常规的空调系统；

图2的方框图，显示了与本发明优选实施方式相一致的空调中央控制器；

图3的详细方框图，显示了与本发明优选实施方式相一致的空调中央控制器；和

图4的流程图，显示了与本发明优选实施方式相一致用于操作空调中央控制器的方法。

具体实施方式

现在，本发明的优选实施方式将参考附图进行详细描述。在附图中相同或相似的部分用同样的标号进行表示，尽管它们在不同的附图中显示。在下列描述中，在这里，当可能造成本发明的主题不够清楚时，公知的功能和具体的结构将会被省略。

本发明的空调系统基本结构与上述常规技术相似，因此为了描述方便，它的详细描述在这里将会被省略。

图2和图3的方框图，显示了按照本发明在空调系统中使用的中央控制器。

参考图2和图3，多机空调110可表示为1:N的控制系统，该控制系统的单一户外单元被控制在户内单元中制冷循环的多个户内单元所共享。单机空调120可表示为1:1的控制系统，该控制系统的单一户内单元按照一对一的原则连接到单一的户外单元。

本地控制器130连接到户外单元，以集中控制由户外单元和多个共享户外单元的户内单元组成的多机空调。

中央控制器200通过通信网络连接到各个户外单元或各个本地控制器130，因此它能够集中控制几个多机空调、单机空调和本地控制器130。

协议转换器300被安置在中央控制器200与空调系统之间，因此多个具有不同通信标准的空调组，例如，多机空调110、单机空调120和中央控制器200，通过同一个通信网络互相连接在一起。

协议转换器300提供以太网通信标准与中央控制器200进行通信，并且提供RS-485通信标准与空调系统进行通信，因此，它包括转换处理器，用于把通信信号的一种通信标准转换成另一种通信标准。

协议转换器300包括：扫描单元340，用于访问分配给各个户内单元和各个户外单元的网络地址，以扫描空调系统的网络地址，以便它检查户内单元和户外单元的连接状态信息；存储器320，用于存储检查到的户内单元和户外单元的连接状态信息；和通信单元310，用于将在存储器320中更新/存储的连接状态信息传输给中央控制器200。

中央控制器200从协议转换器300请求户内和户外单元的连接状态信息。在这种情况下，协议转换器300将存储在存储器320中的连接状态信息传输给中央控制器200。

中央控制器200包括通信单元，用于与协议转换器300进行通信，数据库(DB)220，用于存储从协议转换器300接收到的空调连接状态信息，和控制器230，用于按照输入控制命令，生成/传输控制信号以控制空调的操作。

具体地讲，通信单元210最好相当于基于以太网通信标准的信号通信的有线通信模块212或通过RF(射频)网络的信号通信的无线通信模块211，并且通信单元210也最好既包括有线通信模块212，又包括无线通信模块211。

按照这种方式，通过网络N连接到中央控制器200的协议转换器300的通信单元310，也能够用有线通信模块312或无线通信模块311实现。

控制器230包括控制命令生成模块231，用于按照输入控制命令，生成/传输控制信号以控制空调的操作，和空调信息请求模块232，用于从协议转换器300请求预定空调的状态信息或网络连接状态信息。

控制器230进一步包括定时器233。在请求的各个空调连接状态信息被周期性请求期间，定时器233计数或定时预定的请求时间，并且如果在请求时间内从协议转换器300没有接收到响应信号，则驱动空调信号请求模块232。

在这种情况下，与用户接口的控制程序输出从协议转换器300接收到的连接状态信息，因此中央控制器200进一步包括控制程序驱动240，用于生成多个空调的网络连接状态信息，并且为操作控制功能接收控制命令。

中央控制器200进一步包括输入单元250，用于接收控制命令控制连接到通信网络N的多个空调的操作，和输出单元260，用于按照控制信号输出空调的状态信息和连接状态信息。在这种情况下，输入单元250和输出单元260可以用触摸屏的形式结合在一起。

如果协议转换器300的系统被重新复位，则与空调110和120有关的连接状态被初始化，因此扫描操作通过扫描单元340被执行，然后将连接状态信息传输给中央控制器200。

在协议转换器300加电的情况下，如果任意户内单元或户外单元的安装位置被改变为另一位置，则早先的位置信息通过扫描单元310的实时扫描操作被删除，网络ID被更新为与新的安装位置相一致的网络ID，并且更新的网络ID被存储在协议转换器300的内部存储器中。

中央控制器200从协议转换器300接收实时扫描的空调系统连接状态信息，并且使用控制程序生成接收到的连接状态信息，因此管理员或负责人能够检查到空调系统的当前状态。

所以，假如空调110和120的安装位置被改变为其他位置或空调110和120更多地连接到网络，从而网络连接状态产生变化，而不用重新复位中央控制器200和协议转换器300，用户能够实时识别当前的网络连接状态，所以改变后的空调网络ID自动更新并存储在存储器中。结果，中央控制器200具有改善了的状态监视功能和增强了的操作控制功能。

图4的流程图，显示了与本发明优选实施方式相一致的在协议转换器和户外单元之间进行通信的信号操作。

参考图4，在步骤S1，用于将在多个空调和控制空调的中央控制器之间进行通信的信号通信协议转换成另一种通信协议的协议转换系统被初始化。协议转换器与连接到通信网络的多个空调进行通信，以便在步骤S2扫描网络连接状态。

更详细地讲，协议转换器访问连接到通信网络的各个空调的网络地址，并且接收包括响应该访问的空调的网络地址的信息，用这样的方式，网络连接状态被扫描。这种扫描操作按照预定的顺序被周期性地执行。

协议转换器从各个空调中获取连接状态信息，并且在步骤S3将获取的连接状态信息存储在存储器中。

其后在步骤S4，在从中央控制器接收指示预定的空调或全部空调系统的网络连接状态信息的信息请求信息的情况下，协议转换器将存储在存储器的连接状态信息转换成第二协议，并且在步骤S5，把转换后的连接状态信息传输给中央控制器。

在这种情况下，中央控制器计数或定时确定定时请求各个空调的连接状态信息的请求时间周期。在预定的请求时间周期之内，在从协议转换器没有接收到空调信息的情况下，中央控制器重复再传输信息请求信号。

在从协议转换器接收到连接状态信息的情况下，中央控制器在预定的DB存储接收到的信息，并且按照管理员的请求信号，显示相应空调的户内和户外单元的连接状态信息。

从上述显而易见，依照本发明的空调系统的中央控制系统和方法，控制协议转换器，使在有预定协议的空调系统和有与预定协议不同的另一种协议的中央控制器之间容易进行信号通信，因此不用考虑通信网络的信息种类，空调系统的集成控制功能能够被实现。

如果通过同一通信网络，多机空调和单机空调相互连接在一起，则协议转换器实时扫描各个空调的连接状态信息，并且把扫描的连接状态信息传输给中央控制器，因此中央控制器能够正确地识别当前连接到网络的空调。

因此，管理员或负责人使用中央控制器能够监视各个空调的状态信息，并且使用同一中央控制器也能够可靠地控制空调的操作，因此在安装有多个空调的大厦中，有效的空调管理能够被实现。

此外，如果因为预定的空调更多地连接到网络，使当前的网络状态被改变为另一状态，则管理员或负责人不需要将中央控制器中的网络ID等被动地重新复位，结果极大方便了管理空调系统和网络的管理员或负责人。

尽管为了说明目的，公开了本发明的优选实施方式，但本领域技术人员应当意识到，在不脱离权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、增加和替代是可能的。

Claims (12)

1、一种在一个或更多空调中使用的中央控制系统，包括：

多个空调，用于实现房间空气调节功能；

中央控制器，用于实时监视多个空调的连接状态信息，并且同时控制空调的操作；和

协议转换器，位于中央控制器与空调之间，其中所述协议转换器包括：

转换处理器，用于转换在空调与中央控制器之间进行通信的信号通信标准以相互通信；

扫描单元，用于访问空调的网络地址，并且扫描空调的连接状态信息；

存储器，用于存储通过扫描单元扫描的空调连接状态信息和空调的网络地址信息；和

通信单元，用于将存储在存储器的信息传输给中央控制器。

2、根据权利要求1的中央控制系统，其中所述转换处理器将以太网通信标准转换为RS-485通信标准，以及将RS-485通信标准转换为以太网通信标准。

3、根据权利要求1的中央控制系统，其中所述通信单元表示用于传输/接收基于以太网通信标准信号的有线通信模块。

4、根据权利要求1的中央控制系统，其中所述通信单元表示用于通过射频网络传输/接收信号的无线通信模块。

5、根据权利要求1的中央控制系统，其中所述中央控制器包括：

输入单元，用于接收控制命令，以控制连接到通信网络的多个空调的各种操作；

控制器，用于在从输入单元接收到控制命令的情况下，生成控制信号；和

通信单元，用于将从控制器生成的控制信号传输给相应的空调，并且与协议转换器进行通信，以接收相应的空调的连接状态信息；

输出单元，用于输出由控制信号操作的空调的当前状态信息和连接状态信息；

控制程序驱动，用于驱动接收控制各个空调操作的控制命令的控制程序，并且用图形用户界面方式实现，以输出空调的网络连接状态信息和当前的状态信息；

以及数据库，用来存储空调连接状态信息。

6、根据权利要求5的中央控制系统，其中所述控制器包括：

控制命令生成模块，用于按照输入控制命令，生成/传输控制信号以控制空调的操作；

空调信息请求模块，用于从协议转换器请求预定空调的当前状态信息或网络连接状态信息；和

定时器，用于计数或定时被确定来从各个空调周期性地请求连接状态信息的请求时间周期，并且如果在请求时间周期内，从协议转换器没有接收到响应信号，则驱动空调信息请求模块。

7、一种用于操作在一个或更多空调中使用的中央控制系统的方法，包括以下步骤：

a)控制协议转换器，该协议转换器用于转换在多个空调和中央控制器之间进行通信的信号通信协议，该中央控制器用于集中控制多个空调，以按照空调的通信标准与连接到通信网络的多个空调进行通信，并且扫描网络连接状态信息；

b)按照扫描结果从空调获取连接状态信息，并且更新/存储获取的空调连接状态信息；

c)在从中央控制器接收到信息请求信号的情况下，按照中央控制器的通信标准将存储的连接状态信息传输给中央控制器；和

d)使用接收连接状态信息的中央控制器，显示空调的连接状态信息。

8、根据权利要求7的方法，其中所述步骤(a)包括以下步骤：

a1)初始化协议转换器系统；和

a2)访问各个空调的网络地址，并且存储访问的网络地址。

9、根据权利要求7的方法，其中所述步骤(b)包括以下步骤：

b1)按照预定的顺序，周期性地扫描连接到通信网络的所有空调的网络连接状态信息。

10、根据权利要求7的方法，其中所述步骤(b)进一步包括以下步骤：

b2)获取包含具有已改变的网络连接状态的空调的网络地址信息在内的空调信息；和

b3)将获取的空调信息传输给中央控制器。

11、根据权利要求7的方法，其中所述步骤(d)包括以下步骤：

d1)计数或定时被确定来从各个空调周期性地请求连接状态信息的请求时间周期；和

d2)在请求时间周期之内，如果从协议转换器没有接收到响应信号，则重新传输信息请求信号。

12、根据权利要求7的方法，其中所述步骤(d)进一步包括以下步骤：

d3)从协议转换器接收各个空调的网络连接状态信息，更新接收到的网络连接状态信息，并且在数据库中存储更新后的网络连接状态信息。

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