CN101476765A - 空调房节能智能化控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调房节能智能化控制系统，它由主控制器及分别与主控制器有线或无线连接的红外线接收模块、人机界面、室内外温度传感器、红外线遥控发射管、控制窗户开启的机电装置、电风扇等家电和与红外线发射管无线连接的空调机组成。由空调主机的红外线接收功能实现遥控，由主控制器控制窗户开启的机电装置来实现窗户的自动开启、关闭。本发明的优点是：可以不改变空调线路、内部结构的情况下，实现空调的自动控制，达到节电的效果；还可以预先学习对应空调机的遥控指令，各种型号的空调都可以组成节能智能化控制系统。

Description

空调房节能智能化控制系统

技术领域：

本发明涉及家庭空调节电的控制装置，具体是空调房节能智能化控制系统。

背景技术：

家庭卧室中，夏天夜间开空调降温时，人们一般地把空调设置为定时关闭，但由于卧室房门、窗户是紧闭的，空调关闭后房间温度又会升高，让人无法忍受，导致很多人整夜的开启空调；而实际上到了后半夜，室外温度已经下降到人体适宜的程度，而室内一直开启空调会造成极大的浪费。

发明内容：

本发明的目的是要提供一种空调房节能智能化控制系统，当室内温度下降到人体适宜的程度时，系统自动遥控空调关闭，控制窗户开启和电风扇等家电打开，实现最大节能的目的。

本发明的目的通过下述的技术方案来实现的：

本发明空调房节能智能化控制系统由主控制器及分别与主控制器有线或无线连接的红外线接收模块、人机界面、室内外温度传感器、红外线遥控发射管、控制窗户开启的机电装置和传动装置、电风扇等家电和与红外线发射管无线连接的空调机组成。红外线接收模块对应空调所配的商品遥控器发出的指令，接收到后存储到主控制器中，由主控制器发射对应的指令代码，实现商品遥控器相同的遥控功能；主控制器通过室内外温、湿度传感器采集室内外的温度、湿度信息，进行判断，当室外温度已经下降到人体适宜的程度时，微控制器控制红外发射管发射遥控信号，自动遥控空调停止，并控制窗户打开，控制窗户边的电风扇的开启，把室外凉风吹入房间内。

本发明为了不破坏现有空调的结构，实现空调的开启、关闭、模式转换、温度调节等控制功能，利用的是空调主机的红外接收功能实现遥控。而遥控器端由主控制器加上红外发射管组成。由于不同厂家、不同型号的空调可能使用的红外遥控指令代码各异，本智能控制系统的要预先学习对应空调机的遥控指令，实现的方法是使用一个红外接收模块接收对应空调所配的商品遥控器发出的指令，接收到后存储到智能控制系统中，智能控制系统即可发射相应的指令代码，实现商品遥控器相同的遥控功能。

所述控制窗户开启的机电装置，主要由左、右推拉窗、设置左、右推拉窗扇底部的滑轮、窗框两边的滑轮、设置在窗框上或墙上或支架上的电动机和电动机上设置的可控开关控制器、设置在窗框左、右两侧的行程开关、电磁铁、锁销和缠绕拉线传力装置组成。缠绕拉线传力装置通过拉线将窗扇、电动机绕线轮通过滑轮连接在一起，左右拉线分别绕在左右绕线滑轮上组成。

所述的电风扇等家电上设置有可控开关装置，主控制器控制其开启运转。

本发明的优点是：

1.可以不改变空调线路、内部结构的情况下，实现空调的自动控制，达到节电的效果；

2.可以预先学习对应空调机的遥控指令，各种型号的空调都可以组成节能智能化控制系统。

附图说明：

图1为本发明结构与连接示意框图；

图2为完成空调自动控制的红外遥控电路框图；

图3为室内外温度、湿度信息采集电路框图；

图4为控制窗户开启的机电装置结构示意图；

图5为卷线电机结构图。

图中：1.行程开关 2.滑轮 3.窗框 4.窗扇 5.锁销 6.电机 7.固定架 8.右拉线9.右卷线轮 10.左拉线 11.左卷线轮 12.电磁铁

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步阐述。

参照图1、图2，本发明空调房节能智能化控制系统由主控制器及分别与主控制器有线或无线连接的红外线接收模块、人机界面、室内外温度传感器、红外线遥控发射管、控制窗户开启的机电装置和传动装置、电风扇等家电和与红外线发射管无线连接的空调机组成。

本系统通过红外信号实现对空调的控制，利用单片机学习空调随机器附带的商品遥控器的代码并存储，在需要的时刻发射相应代码，实现空调的控制。其实现的原理是：由红外编码分析可以看出遥控器的二进制编码脉冲有一定的宽度，而且它的高低电平均不断的交替变化，因此容易进行脉宽测量，虽然它的二进制脉冲的高低电平的宽度有所不同，但它们大都是毫秒级的，因而，采用单片机的定时器来测量它的脉冲宽度，然后存储，完全可以还原。实际电路简单，容易实现。图2中，使用红外接收头接收商品遥控器的红外遥控信号，由单片机的外部中断对接收到的红外信号的有无进行判断，进入中断后采用查询的方式，判断编码脉冲的高低点平，并用单片机的计时器，对高低电平进行计时，把定时器的数据记录到单片机的EEPROM中下来，当然也可以保存到外部各种非易失存储器。整个过程对红外编码没有特殊要求，只是将脉冲的宽度原原本本的保存下来，这样就解决了市场上使用的红外码种类多、无统一标准的问题。同时，单片机计时器的工作周期为微秒级，而红外编码通常为毫秒级，只要进行微小的补偿就能满足红外学习过程中的精度要求。

红外遥控信号的发射采用了单片机自身内部的资源，减少了硬件开销。设计中采用单片机的定时/计数器T1的定时中断，产生38kHz的方波，然后由定时/计数器TO对T1定时中断的开启和关闭进行控制。比如需要发射高电平时，开启T1的中断，开启的时间由T0根据学码时测量到的低电平时间长度来确定，这样发射的高电平就加上了38kHz的载波信号；而在发射低电平时，关闭T1的中断，关断时间由TO根据学码时测量的高电平时间长度确定。这样红外信号就完成了调制过程。红外信号通过三极管推动红外发光二极管(LED)发射出去。

其他红外调制发射方式可用载波专用芯片或者电路产生，然后与红外编码进行“与”运算，这样的做法较耗费资源。

室内、外环境温度、湿度信息采集通过安置在室内外的各种传感器来实现，并由主控制器软件进行判断，当室外温度已经下降到人体适宜的程度时，微控制器控制红外发射管发射遥控信号，自动遥控空调停止，并控制窗户打开，控制窗户边的电风扇的开启，把室外凉风吹入房间内。

参照图3，具体设计中采用4个DS18B20室内、外干、湿温度传感器进行室内外温度、湿度信息的采集，可采用一线与单片机进行通信。室外的两个DS18B20温度传感器，一只放在外露的环境中，另一只放在有水浸泡的环境中，由于湿度的高低影响到水蒸发的程度，有水浸泡的DS18B20温度传感器与外露的环境中的DS18B20温度传感器将会产生相应的温度差，由温度差可以计算出环境湿度，室内的两个DS18B20温度传感器同样可以完成室内温度、湿度的信息采集，采集后由主控制器判决并控制空调、窗户、风扇等装置。其他设计也可以用专用的湿度传感器进行湿度信息的采集，还可以加入其他功能的传感器，如风力传感器、雨水传感器、人靠近红外传感器等。

如图4、5所示，窗户的自动开启、关闭由主控制器控制电机6、电磁铁12来实现，在现有的推拉式窗的基础上做改动而成，第一步将电机6安装在窗框3上或墙上或支架上，第二步将滑轮2安装在左右窗框3上；第三步是用尼龙或钢丝等拉线8、10将窗扇4、电机左、右卷线轮9、11通过滑轮2连接一起，左、右拉线8、10分别绕在左、右卷线轮9、11上，线头固定；第四步是将行程开关1装在窗框3左右两侧、电磁铁12、锁销5装在窗框3一侧，与窗扇锁销5正对，电机6通过缠绕拉线传力装置即可左右拉动窗扇4，由有线或无线连接到主控制器的左右行程开关1控制电机6停止转动。电磁铁12、锁销5与主控制器相连，可电动控制自动上锁、开锁，也可手动上锁、开锁。

也可采用市售的各种成品电动窗，将其控制接口连接到主控制器的接口电路，实现空调节能智能化控制系统。

主控制器控制电风扇的可控开关，使电风扇适时运转，也可加入更多的接口，连接到加湿器、加热器等电器，控制其开启、关闭，达到控制环境各种指标的目的。

Claims (6)

1、一种空调房节能智能化控制系统，其特征是：由主控制器及分别与主控制器有线或无线连接的红外线接收模块、人机界面、室内外温度传感器、红外线遥控发射管、控制窗户开启的机电装置、家电和与红外线发射管无线连接的空调机组成。

2、根据权利要求1所述的控制系统，其特征是：主控制器有接收空调机商品遥控器发射代码的红外接收模块，由主控器存贮商品遥控器的代码，在主控制器自动控制空调机时，主控制器通过与其相连的红外发射管发射遥控代码，完成空调机的控制。

3、根据权利要求1所述的控制系统，其特征是：主控制器与控制窗户开启的机电装置有线或无线相连，发送电机左转、右转控制信号，控制窗户左右移动；主控制器通过有线或无线接收行程开关的信号控制电机停止，主控制器控制电磁铁插销自动上锁、开锁；或在现有商品电动窗的基础上，引出其控制信号与主控制器相连，完成开关窗、自动上锁的控制。

4、根据权利要求1所述的控制系统，其特征是：所述的传感器包含室内、外传感器，主控制器与传感器有线或无线连接，传感器数量为2个以上。

5、根据权利要求4所述的控制系统，其特征是：所述的传感器为干、湿温度传感器、专用的湿度传感器、红外传感器、风力传感器或雨水传感器。

6、根据权利要求1所述的控制系统，其特征是：所述的家电设置有可控开关装置，与主控制器有线或无线相连，家电可以为电风扇、加湿器或加热器。

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