CN102072546B - 空调控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调控制系统，其包括：温湿度采集模块，用于采集室内环境的温湿度信息，并将所采集到的信息传输至处理器模块；红外探测模块，用于探测室内人员的活动状态信息，并将所探测到的信息传输至处理器模块；处理器模块，用于处理所述采集和探测到信息，并将处理过的信息作为指令发送至空调监控模块；无线通信模块，用于通过无线组网和无线通信进行数据传输；空调监控模块，用于根据所述处理器模块的指令，对空调进行相应的操作，同时监控空调的运行状态，并将所述运行状态发送给处理器模块。本发明的系统具有成本低、功耗小、性能稳定、实用价值高等特点。

Description

空调控制系统及方法

技术领域

本发明涉及智能控制领域，特别是涉及一种应用无线传感网络技术进行空调控制的空调控制系统及方法。

背景技术

随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，具有感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器网络作为信息技术研究的一个重要方向，逐渐成为计算机科学研究中最具活力的领域，具有广阔的应用前景。这种传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，获得详尽而准确的信息，传送到需要这些信息的用户。传感器网络可以使人们在任何时间、地点和任何环境条件下获取大量详实而可靠的信息，因此这种网络系统可以被广泛地应用于国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐抗灾等领域。可以预见，在不久的将来，无线传感网络将改变人与自然界的交互方式，给我们的生活方式带来革命性的变化。因此，无线传感器网络被认为是21世纪最重要的技术之一。

无线传感器网络是指由大量传感器节点以及由无线通信的方式组成的信息传播网络，目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息，并发布给观察者。传感器网络分布式处理的特点带来的监测高精度、高容错性、大覆盖区域、可远程监控、可快速构建、部署方便等众多优点，不易受到目标环境的限制，特别适合布置在电源供给困难的区域或人员不易到达(环境恶劣地区、敌军阵地等)的区域，这些优点使其能广泛用于军事、环境、医疗保健、空间探索及各种商业应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用无线传感网络技术进行空调控制的空调控制系统及方法，该空调控制系统成本低、功耗小、实用性好，可广泛用于办公大楼等地的空调控制。

为达到上述目的，提供一种依照本发明实施方式的空调控制系统，其包括：

若干温湿度采集模块，分别安装于各装有空调器的室内，用于采集室内环境的温湿度信息，并将所述温湿度信息传输至处理器模块；

红外探测模块，分别安装于各装有空调器的室内，用于探测室内人员的活动状态信息，并将所述活动状态信息传输至处理器模块；

处理器模块，分别与相应的温湿度采集模块以及红外探测模块连接，用于处理所述温湿度信息和活动状态信息，并将处理过的信息作为指令发送至空调监控模块；

无线通信模块，与各处理器模块相连，用于通过无线组网和无线通信进行数据传输；

空调监控模块，与相应的处理器模块连接，用于根据所述处理器模块的指令，对空调进行相应的操作，同时监控空调的运行状态，并将所述运行状态发送给处理器模块。

优选地，所述无线通信模块包括天线以及射频电路单元，天线用于无线信号的发送和接收；射频电路单元用于无线信号的调制和解调。将无线信号解调为数字信号，传给处理器模块；或者将处理器信号调制为无线信号发送给天线。

优选地，所述空调控制系统还包括电源模块，分别与所述温湿度采集模块、红外探测模块、无线通信模块、空调监控模块及处理器模块相连，为所述各模块提供电源。

本发明还提供一种空调控制方法，其包括步骤：

S1，由温湿度采集模块采集室内环境的温湿度信息，并将所采集到的信息传输至处理器模块；

S2，由红外探测模块探测室内人员的活动状态信息，并将所探测到的信息传输至处理器模块；

S3，由与所述温湿度采集模块以及所述红外探测模块连接的处理器模块处理来自于所述温湿度模块和红外探测模块的采集和探测信息，并将处理过的信息作为指令发送至空调监控模块；

S4，由空调监控模块根据所述处理器模块的指令，对空调进行相应的操作，同时监控空调运行状态，并将所述运行状态发送给处理器模块。

优选地，所述空调控制方法还包括步骤：

S5，由后台监控中心通过网关节点收集室内的温湿度、空调运行状态信息，并通过网关节点控制空调的运行状态。

优选地，所述空调控制方法还包括步骤：

S6，利用无线通信模块传输邻近处理器模块的数据和命令，使得其能够自动地选择最优的路径与网关节点进行通信。

优选地，所述网关节点与因特网相连，对空调机进行远程监测和控制。

本发明提供的空调控制系统将无线通信模块、电源模块、处理器模块、空调监控模块、红外探测模块和温湿度采集模块分开设计，由于在不同的应用模型中进行的监测、控制的功能并不完全相同，针对不同的应用模式，空调控制节点的功能可以进行相应的裁剪。这样，针对不同的应用系统，选择不同的功能模块满足要求，有助于控制成本。同时，模块化设计也有效地减小了节点的体积。所述系统具有成本低、功耗小、性能稳定、实用价值高等特点。

附图说明

图1是依据本发明实施方式的空调控制系统结构示意图；

图2是依据本发明实施方式的空调控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种空调控制系统，其包括：温湿度采集模块，用于采集室内环境的温湿度信息，并将所采集到的信息传输至处理器模块，所述温湿度采集模块优选为数字温湿度传感器；红外探测模块，用于探测室内人员的活动状态信息，并将所探测到的信息传输至处理器模块。人员的活动状态表征室内是否有人员存在。如果长时间没有人员活动(该时间根据具体情况可以设置为1小时或者两小时等)，则表征室内没有人员存在，可以控制空调进入节能状态，也就是关闭空调。红外探测模块优选包括红外探头和红外探测接收器，红外探测接收器接收红外探头的信号，然后发送给处理器模块处理。处理器模块，分别与所述温湿度采集模块以及所述红外探测模块连接，用于处理来自于所述温湿度模块和红外探测模块的采集和探测信息，并将处理过的信息作为指令发送至空调监控模块；处理器模块首先接收红外探测模块的信号，如果长时间没有收到红外信号，表征室内长时间没有人员活动，判定室内没有人员存在，将关闭空调；处理器模块接收温湿度采集模块采集的数据，通过温度来调整空调的运行状态，就是调整空调的出风量。处理器模块优选包括AVR的单片机。空调监控模块，与所述处理器模块连接，用于根据所述处理器模块的指令，对空调进行相应的操作，同时监控空调的运行状态，并将所述运行状态发送给处理器模块。无线通信模块，与所述处理器模块相连，用于通过无线组网和无线通信进行数据传输。所述无线通信模块包括天线以及射频电路单元，天线用于无线信号的发送和接收；射频电路单元用于无线信号的调制和解调，具体可将无线信号解调为数字信号，传给处理器模块；或者将处理器信号调制为无线信号发送给天线。所述无线通信模块还可以包括整流滤波电路，用于信号的整流滤波。所述空调控制系统还包括电源模块，分别与所述温湿度采集模块、红外探测模块、无线通信模块、空调监控模块及处理器模块相连，为所述各模块提供电源。电源模块优选包括220v交流转5v直流的变压器和5v转3.3v的稳压芯片。

如图2所示，本发明实施例还提供了一种空调控制方法，其包括以下几个步骤：S1，由温湿度采集模块采集室内环境的温湿度信息，并将所采集到的信息传输至处理器模块；S2，由红外探测模块探测室内人员的活动状态信息，并将所探测到的信息传输至处理器模块；S3，由与所述温湿度采集模块以及所述红外探测模块连接的处理器模块处理来自于所述温湿度模块和红外探测模块的采集和探测信息，并将处理过的信息作为指令发送至空调监控模块；S4，由空调监控模块根据所述处理器模块的指令，对空调进行相应的操作，同时监控空调运行状态，并将所述运行状态发送给处理器模块；S5，由后台监控中心通过网关节点收集室内的温湿度、空调运行状态信息，并通过网关节点控制空调的运行状态。所述网关节点与因特网相连，对空调机进行远程监测和控制；S6，利用无线通信模块传输邻近处理器模块的数据和命令，使得其能够自动地选择最优的路径与网关节点进行通信。

其中，无线通信模块用于各室内空调控制器之间的无线通信，每个空调控制器可以通过无线通信模块与邻近的空调控制器进行无线通信，同时网关节点通过无线通信模块控制和监测空调控制器的状态。同时无线通信模块可以担当中继功能，用于传输邻近空调控制器的数据和命令，使得其能够自动、智能地选择最优的路径与网关节点进行通信。从而，网关节点可以与网络内部的任意空调控制器通信，进行数据和命令的交互。

由以上实施例可以看出，本发明提供的空调控制系统将无线通信模块、电源模块、处理器模块、空调监控模块、红外探测模块和温湿度采集模块分开设计，由于在不同的应用模型中进行的监测、控制的功能不完全相同，针对不同的应用模式，空调控制节点的功能可以进行相应的裁剪。这样，针对不同的应用系统，选择不同的功能模块满足要求，有助于控制成本。同时，模块化设计也有效地减小了节点的体积。此外，无线自组织网络具有适应性强、智能组网、可靠性高的特性。所述系统具有成本低、功耗小、性能稳定、实用价值高等特点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种空调控制系统，其特征在于，所述空调控制系统包括：

若干温湿度采集模块，分别安装于各装有空调器的室内，用于采集室内环境的温湿度信息，并将所述温湿度信息传输至处理器模块；

若干红外探测模块，分别安装于各装有空调器的室内，用于探测室内人员活动状态信息，并将所述活动状态信息传输至处理器模块；

若干处理器模块，分别与相应的温湿度采集模块以及所述红外探测模块连接，用于处理所述温湿度信息和所述活动状态信息，并将处理后的信息作为指令发送至空调监控模块；

无线通信模块，与所述各处理器模块相连，用于通过无线组网和无线通信进行数据传输；

若干空调监控模块，与相应的处理器模块连接，用于根据所述处理器模块的指令，对空调进行相应的操作，同时监控空调的运行状态，并将所述运行状态发送给处理器模块；

后台监控中心，其通过网关节点控制和监测空调控制系统的状态，所述网关节点与所述无线通信模块通过无线信号连接。

2.如权利要求1所述的空调控制系统，其特征在于，所述无线通信模块包括天线以及射频电路单元，天线用于无线信号的发送和接收；射频电路单元用于无线信号的调制和解调。

3.如权利要求1或2所述的空调控制系统，其特征在于，所述空调控制系统还包括电源模块，分别与所述温湿度采集模块、红外探测模块、无线通信模块、空调监控模块及处理器模块相连，为所述各模块提供电源。

4.一种空调控制方法，其特征在于，所述空调控制方法包括步骤：

S1，由温湿度采集模块采集室内环境的温湿度信息，并将所述温湿度信息传输至处理器模块；

S2，由红外探测模块探测室内人员的活动状态信息，并将所述活动状态信息传输至处理器模块；

S3，由与所述温湿度采集模块以及所述红外探测模块连接的处理器模块处理所述温湿度信息和所述活动状态信息，并将处理后的信息作为指令发送至空调监控模块；

S4，由空调监控模块根据所述处理器模块的指令，对空调进行相应的操作，同时监控空调运行状态，并将所述运行状态发送给处理器模块。

5.如权利要求4所述的空调控制方法，其特征在于，所述空调控制方法还包括步骤：

S5，由后台监控中心通过网关节点收集室内的温湿度、空调运行状态信息，并通过网关节点控制空调的运行状态。

6.如权利要求5所述的空调控制方法，其特征在于，所述空调控制方法还包括步骤：

S6，利用无线通信模块传输邻近处理器模块的数据和命令，使得其能够自动地选择最优的路径与网关节点进行通信。

7.如权利要求6所述的空调控制方法，其特征在于，所述网关节点与因特网相连，对空调机进行远程监测和控制。

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