CN102650462A - 用于风机盘管的温控器的无线时间采样仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于风机盘管的温控器的无线时间采样仪,它包括中央处理器、阀门采样模块、风机采样模块、电源模块和无线RWNS通讯模块,所述中央处理器分别与阀门采样模块、风机采样模块和无线RWNS通讯模块电连接。本发明采用简单的方法采集普通风机盘管的高、中、低档位使用时间,通过无线组网的方法,把风机盘管使用的时间上传给上位机,以实现中央空调风机盘管的计量功能。本发明尤其适合改造项目,原有的温控器不需要更换,以免造成不必要的浪费,同时解决布线困难问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种风机盘管普通温控器的时间计量仪,特别是涉及一种无线时间采样仪。
背景技术
三十年来我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价,这两者之间的矛盾日趋尖锐,群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式,资源支撑不住,环境容纳不下,社会承受不起,经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展,才能实现经济又好又快发展。同时,温室气体排放引起全球气候变暖,备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作,也是应对全球气候变化的迫切需要。《中华人民共和国节约能源法》指出“节约资源是我国的基本国策。国家实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略 。在这种战略方针指引下,分户计量已经被广泛应用。中央空调项目数量非常巨大,而通常使用的风机盘管普通温控器并不带有时间计量功能,因此,要想在原有项目的基础上引入计量系统,就需要更换原有的温控器,这样势必造成巨大的浪费;改造项目都或多或少存在着布线的困难性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单实用的无线时间采样仪,在不更换原房间的原有温控器的基础上,实现房间内的风机盘管普通温控器的时间计量。
为实现上述目的,本发明所采取的技术方案如下:本发明用于风机盘管的温控器的无线时间采样仪包括中央处理器1、阀门采样模块2、风机采样模块3和电源模块4,所述中央处理器1分别与阀门采样模块2和风机采样模块3电连接,所述电源模块4分别与中央处理器1、阀门采样模块2、风机采样模块3电连接。
进一步地,本发明所述阀门采样模块2包括线性光偶U2、第一限流电阻R10、整流二极管D3、第一滤波电容C8和取样电阻R8,线性光偶U2的第1脚与电源模块的VCC端电连接, 线性光偶U2的第2脚分别与第一滤波电容C8的一端和取样电阻R8的一端电连接,第一滤波电容C8的另一端和取样电阻R8的另一端均与电源模块4的接地端连接,且第一滤波电容C8与取样电阻R8并联,线性光偶U2的第3脚与所述风机盘管的电源中性线N电连接,整流二极管D3的输出端与线性光偶U2的第4脚电连接,整流二极管D3的输入端和第一限流电阻R10的一端电连接,第一限流电阻R10的另一端与所述风机盘管的阀门电源线L2电连接。
进一步地,本发明所述风机采样模块3包括电压传感器U3、第二限流电阻R9、第一分压电阻R6、第二分压电阻R7和第二滤波电容C7,电压传感器U3的第1脚与第一分压电阻R6的一端电连接,电压传感器U3的第2脚分别与第二分压电阻R7的一端、电源模块4的接地端、第二滤波电容C7的一端电连接,电压传感器U3的第3脚与风机盘管的电源中性线N电连接,电压传感器U3的第4脚与第二限流电阻R9的一端电连接,第二限流电阻R9的另一端与风机盘管的风机低挡电源线L1电连接,第一分压电阻R6的另一端分别与第二分压电阻R7的另一端、第二滤波电容C7的另一端电连接,且第二滤波电容C7与第二分压电阻R7并联。
进一步地,本发明所述中央处理器1用于接收来自阀门采样模块2的电平信号,并在采样时间到时,根据实时接收的来自阀门采样模块2的电平信号判断风机盘管的阀门是否关闭:若所述电平信号为低电平,则表明风机盘管的阀门处于关闭状态,等待下一个采样时间来临;若所述电平信号为高电平,则表明风机盘管的阀门处于打开状态,并根据所接收的来自风机采样模块3所采集的风机盘管的低档电压来判断风机盘管的运行状态:
若所述低档电压大于等于140V且小于170V,则表明风机盘管的风机运行在低档,并将风机盘管的低档运行时间累加一采样间隔时间值;若所述低档电压大于等于170V且小于200V,则表明风机盘管的风机运行在中档,并将风机盘管的中档运行时间累加一采样间隔时间值;若所述低档电压大于等于200V且小于240V,则表明风机盘管的风机运行在高档,并在风机盘管的高档运行时间累加一采样间隔时间值。
进一步地,本发明所述采样间隔时间值为0.5~10秒。
进一步地,本发明所述采样间隔时间值为1秒。
进一步地,本发明还包括无线RWNS通讯模块5,所述中央处理器1、电源模块4分别与无线RWNS通讯模块5电连接,所述无线RWNS通讯模块5用于将来自上位机的抄表命令发送给中央处理器1,以使中央处理器1根据该抄表命令将风机盘管的低档运行总时间、中档运行总时间和高档运行总时间通过无线RWNS通讯模块5发送给上位机。
本发明的有益效果是:(1)本发明无线时间采样仪方法简单,成本低廉。(2)在原有普通温控器及风机盘管基础上,增加一个本发明无线时间采样仪,采集风机盘管的阀门电压值和风机盘管的低挡电压值。根据采样风机盘管的阀门电压值,判断风机盘管的阀门开关状态;根据风机盘管的低挡电压值,得到风机盘管实际运行的档位(高、中、低),并记录下在盘管的阀门开启状态下风机盘管高中低三档的运行时间。可见,本发明无线时间采样仪以无线自组网方式传输信息,在不更换房间原有普通温控器的基础上实现房间的时间型计量和无线数据远传。由于原有的温控器不需要更换,避免造成不必要的浪费,同时解决了改造项目中布线困难的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意框图;
图2是本发明的中央处理器的电路原理图;
图3是本发明的阀门采样模块的电路原理图;
图4是本发明的风机采样模块的电路原理图;
图5是本发明的电源模块的电路原理图;
图6是本发明的无线RWNS通讯模块的电路原理图;
图7是本发明的工作程序流程图;
其中,1.中央处理器,2.阀门采样模块、3. 风机采样模块、4. 电源模块、5.无线RWNS通讯模块。
具体实施方式
参见图1,本发明用于风机盘管的温控器的无线时间采样仪主要包括中央处理器1、阀门采样模块2、风机采样模块3和电源模块4。其中,中央处理器1分别与阀门采样模块2和风机采样模块3电连接,电源模块4分别与中央处理器1、阀门采样模块2、风机采样模块3电连接。
参见图2,中央处理器1采用具有一定存储容量的单片机即可。图2中U1选用的是TI公司生产的MSP430F4152芯片;Y1是单片机的外晶振,选用32768Hz的晶振即可;C9和C10是外晶振的匹配电容,选用20PF即可。晶振Y1、电容C9和C10组成单片机U1的振荡器。
作为本发明的一种实施方式,如图3所示,阀门采样模块2包括线性光偶U2、第一限流电阻R10、整流二极管D3、第一滤波电容C8和取样电阻R8,线性光偶U2的第1脚与电源模块的VCC端电连接, 线性光偶U2的第2脚分别与第一滤波电容C8的一端和取样电阻R8的一端电连接,第一滤波电容C8的另一端和取样电阻R8的另一端均与电源模块4的接地端连接,且第一滤波电容C8与取样电阻R8并联,线性光偶U2的第3脚与风机盘管的电源中性线N电连接,线性光偶U2的第4脚与整流二极管D3电连接,整流二极管D3的输出端与线性光偶U2的第4脚电连接,整流二极管D3的输入端和第一限流电阻R10的一端电连接,第一限流电阻R10的另一端与所述风机盘管的阀门电源线L2电连接。
线性光偶U2可选用的是817B。限流电阻R10可选用阻值为100K功率为1W的电阻。整流二极管D3选用4007即可,目的是把交流变直流。取样电阻R8可选用阻值为30K功率为1/8W的普通电阻。滤波电容C8可选用0.1uF普通电容。这个电路的作用是采集房间温控器的风机盘管阀门信号,这个风机盘管阀门信号可以选用中央处理器1中具有I/O功能的任意管脚(例如可选择P1.0)。当风机盘管的阀门打开时,其电压为AC220V,这时在中央处理器1的P1.0脚上有大于2.4V的高电平,当阀门关断时,其电压为0V,这时在中央处理器1的P1.0脚上有一个低于0.5的低电平,中央处理器可根据这个管脚的高低电平来判断风机盘管的阀门的开关状态,而阀门打开是计量时间的前提条件。
作为本发明的一种实施方式,如图4所示,风机采样模块3包括电压传感器U3、第二限流电阻R9、第一分压电阻R6、第二分压电阻R7和第二滤波电容C7,电压传感器U3的第1脚与第一分压电阻R6的一端电连接,电压传感器U3的第2脚分别与第二分压电阻R7的一端、电源模块4的接地端、第二滤波电容C7的一端电连接,电压传感器U3的第3脚与风机盘管的电源中性线N电连接,电压传感器U3的第4脚与第二限流电阻R9的一端电连接,第二限流电阻R9的另一端与风机盘管的风机低挡电源线L1电连接,第一分压电阻R6的另一端分别与第二分压电阻R7的另一端、第二滤波电容C7的另一端电连接,且第二滤波电容C7与第二分压电阻R7并联。
电压传感器U3可选用的是浙江霍丰科技有限公司生产的 BJHVS5-25A-025A闭环霍尔电压传感器。限流电阻R9可选用阻值为100K功率为1W的电阻。分压电阻R6和R7可选用阻值为30K功率为1/8W的普通电阻。滤波电容C7可选用0.1uF普通电容。
风机采样模块3的作用是采集房间温控器的风机盘管风机的电压信号。当风机打开时,风机盘管的低挡电源线L1的电压为AC140V至AC240V之间,(电压AC140V至AC170V之间为房间的风机是运行在高档、电压AC170V至AC200V之间为房间的风机是运行在中档、电压AC200V至AC240V之间为房间的风机是运行在低档)根据这个电压的大小可以判断房间内风机盘管的风机是运行在高档、中档还是低挡。采集的风机盘管风机的电压信号与在中央处理器1具有AD功能的管脚电连接,(这里选用中央处理器1的P7.5脚),这时在中央处理器1的P7.5脚上有一个1.0-2.0V的电压,(P7.5脚上采样1.0V电压对应风机盘管风机低档电源线电压AC140V,P7.5脚上采样2.0V电压对应风机盘管风机低档电源线电压AC240V)。根据P7.5脚上采样电压大小,也就可以判断风机运行在高档、中档还是抵挡。中央处理器1实时记录下这个档位时间,并进行累加。
图5示出了电源模块4的一种实施方式。在电源模块4中,T1是一个变压器,作用是把220AC变成12AC,可选用的是功率为2W输出为12V普通低频变压器;C1为滤波电容,可选用0.1uF普通电容;C3为稳压电容,可选用1000Uf/25V普通电容;L1为三端稳压芯片,可选用LM317;R1和R2是调压电阻,R1选用阻值为430欧功率为1/8W的普通电阻,R2选用阻值为240欧功率为1/8W的普通电阻,R1、R2和L1的作用是把电压稳定在3.3V;C2为滤波电容,可选用0.1uF普通电容;C4为稳压电容,可选用1000Uf/25V普通电容;L2是指示灯,当电压正常时,指示灯会发光。R3是限流电阻,防止发光灯电流过大烧坏,可选用阻值为1K功率为1/8W的普通电阻;这个电路是为整个仪表提供可靠稳定工作电源。
使用时,将本发明无线时间采样仪的阀门采样模块2与房间温控器的水阀电源线电连接;把风机采样模块3与房间温控器的风机盘管中的风机低挡电源线电连接。
工作时,中央处理器1实时检测其P1.0管脚,判断房间温控器的风机盘管的阀门是否关闭,如果关闭,工作时中央处理器1通过采样P7.5管脚上的电压,判断风机盘管的风机运行的档位(高、中、低三档),累积记录高、中、低三档的使用时间。具体方法如下:
参见图7,中央处理器1接收来自阀门采样模块2的电平信号,并在采样时间到时,根据实时接收的来自阀门采样模块2的电平信号判断风机盘管的阀门是否关闭:若所述电平信号为低电平,则表明风机盘管的阀门处于关闭状态,直至下一个采样时间来临;若所述电平信号为高电平,则表明风机盘管的阀门处于打开状态,并根据所接收的来自风机采样模块3所采集的风机盘管的低档电压来判断风机盘管的运行状态:
若低档电压大于等于140V且小于170V,则表明风机盘管的风机运行在低档,并将风机盘管的低档运行时间累加一采样间隔时间值;若所述低档电压大于等于170V且小于200V,则表明风机盘管的风机运行在中档,并将风机盘管的中档运行时间累加一采样间隔时间值;若所述低档电压大于等于200V且小于240V,则表明风机盘管的风机运行在高档,并在风机盘管的高档运行时间累加一采样间隔时间值。
其中,上述采样间隔时间值优选0.5~10秒,更优选1秒。
作为本发明的优选实施方式,本发明还包括无线RWNS通讯模块5,中央处理器1和无线RWNS通讯模块5采用I/O方式电连接。无线RWNS通讯模块5用于将来自上位机的抄表命令发送给中央处理器1。当中央处理器1通过无线RWNS通讯模块5接到上位机的无线抄表命令时,即将风机盘管的低档运行总时间、中档运行总时间和高档运行总时间通过无线RWNS通讯模块5发送给上位机,从而实现房间内的风机盘管普通温控器的运行时间的无线数据远传。无线RWNS通讯模块5可选用利尔达公司生产的LSDRF4310N03无线通讯模块,它通过7根数据线与中央处理器1电连接。如图6所示,与中央处理器1连接的GD02标号所对应的管脚具有外中断功能;这里选用的无线RWNS通讯模块5在提供3.3V的稳定电压即可可靠工作。
Claims (7)
1.一种用于风机盘管的温控器的无线时间采样仪,其特征在于:包括中央处理器(1)、阀门采样模块(2)、风机采样模块(3)和电源模块(4),所述中央处理器(1)分别与阀门采样模块(2)和风机采样模块(3)电连接,所述电源模块(4)分别与中央处理器(1)、阀门采样模块(2)和风机采样模块(3)电连接。
2.根据权利要求1所述的无线时间采样仪,其特征在于:所述中央处理器(1)用于接收来自阀门采样模块(2)的电平信号,并在采样时间到时,根据实时接收的来自阀门采样模块(2)的电平信号判断风机盘管的阀门是否关闭:若所述电平信号为低电平,则表明风机盘管的阀门处于关闭状态,等待下一个采样时间来临;若所述电平信号为高电平,则表明风机盘管的阀门处于打开状态,根据所接收的来自风机采样模块(3)所采集的风机盘管的低档电压来判断风机盘管的运行状态:
若所述低档电压大于等于140V且小于170V,则表明风机盘管的风机运行在低档,并将风机盘管的低档运行时间累加一采样间隔时间值;若所述低档电压大于等于170V且小于200V,则表明风机盘管的风机运行在中档,并将风机盘管的中档运行时间累加一采样间隔时间值;若所述低档电压大于等于200V且小于240V,则表明风机盘管的风机运行在高档,并在风机盘管的高档运行时间累加一采样间隔时间值。
3.根据权利要求2所述的无线时间采样仪,其特征在于:所述采样间隔时间值为0.5~10秒。
4.根据权利要求3所述的无线时间采样仪,其特征在于:所述采样间隔时间值为1秒。
5.根据权利要求1所述的无线时间采样仪,其特征在于:所述阀门采样模块(2)包括线性光偶U2、第一限流电阻R10、整流二极管D3、第一滤波电容C8和取样电阻R8,线性光偶U2的第1脚与电源模块的VCC端电连接, 线性光偶U2的第2脚分别与第一滤波电容C8的一端和取样电阻R8的一端电连接,第一滤波电容C8的另一端、取样电阻R8的另一端均与电源模块4的接地端连接,且第一滤波电容C8与取样电阻R8并联,线性光偶U2的第3脚与所述风机盘管的电源中性线N电连接,整流二极管D3的输出端与线性光偶U2的第4脚电连接,整流二极管D3的输入端和第一限流电阻R10的一端电连接,第一限流电阻R10的另一端与所述风机盘管的阀门电源线L2电连接。
6.根据权利要求1所述的无线时间采样仪,其特征在于:所述风机采样模块(3)包括电压传感器U3、第二限流电阻R9、第一分压电阻R6、第二分压电阻R7和第二滤波电容C7,电压传感器U3的第1脚与第一分压电阻R6的一端电连接,电压传感器U3的第2脚分别与第二分压电阻R7的一端、电源模块4的接地端、第二滤波电容C7的一端电连接,电压传感器U3的第3脚与风机盘管的电源中性线N电连接,电压传感器U3的第4脚与第二限流电阻R9的一端电连接,第二限流电阻R9的另一端与风机盘管的风机低挡电源线L1电连接,第一分压电阻R6的另一端分别与第二分压电阻R7的另一端、第二滤波电容C7的另一端电连接,且第二滤波电容C7与第二分压电阻R7并联。
7.根据权利要求1所述的无线时间采样仪,其特征在于:还包括无线RWNS通讯模块(5),所述中央处理器(1)、电源模块(4)分别与无线RWNS通讯模块(5)电连接,所述无线RWNS通讯模块(5)用于将来自上位机的抄表命令发送给中央处理器(1),以使中央处理器(1)根据该抄表命令将风机盘管的低档运行总时间、中档运行总时间和高档运行总时间通过无线RWNS通讯模块(5)发送给上位机。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120829 |