CN103499133A

CN103499133A - 空调节能管理装置

Info

Publication number: CN103499133A
Application number: CN201310392060.8A
Authority: CN
Inventors: 杨东; 陈传伟; 李玉琴
Original assignee: Zhengzhou Li Get Er Energy Saving Technology Co
Current assignee: Zhengzhou Li Get Er Energy Saving Technology Co
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2014-01-08

Abstract

本发明涉及一种空调节能管理装置；空调节能管理装置含有中央处理模块、温度检测模块和电源模块，温度检测模块的输出端与中央处理模块连接，还含有红外信号发射接收模块，红外信号发射接收模块中含有红外发光管、第一三极管和红外接收器，中央处理模块中含有微处理器，微处理器的红外信号输出端输出的信号经第一三极管放大后驱动红外发光管工作，红外接收器的输出端与微处理器的红外信号输入端连接；电源模块为中央处理模块、温度检测模块和红外信号发射接收模块供电；本发明提供了一种结构简单、安装使用方便、功能强的空调节能管理装置。

Description

空调节能管理装置

（一）、技术领域：本发明涉及一种空调管理装置，特别涉及一种空调节能管理装置。

（二）、背景技术：随着我国经济社会的快速发展，空调已比较普遍地应用于公共建筑和居民住宅，在改善人们生产生活条件的同时，也消耗了大量电能。多年以来，我国各企事业单位及公共建筑的空调管理比较粗放，空调温度设置不尽合理，导致能效不高，造成能源资源浪费，增加了环境压力，与建设资源节约型、环境友好型社会的目标不相适应。实践表明，合理设置空调温度，科学管理空调的运行，既能提供比较健康、舒适的室内环境，满足正常的工作、生活和学习需要，又能节约能源，保护生态环境，是一件利国利民的好事。加强空调使用环节的节能环保工作，已日渐成为世界各国的普遍共识和通行做法。然而，现有空调节能管理装置的结构大多较复杂、成本高、安装使用不方便，不适合一般单位的使用。

（三）、发明内容：

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种结构简单、安装使用方便、功能强的空调节能管理装置。

本发明的技术方案：

一种空调节能管理装置，含有中央处理模块、温度检测模块和电源模块，温度检测模块的输出端与中央处理模块连接，还含有红外信号发射接收模块，红外信号发射接收模块中含有红外发光管、第一三极管和红外接收器，中央处理模块中含有微处理器，微处理器的红外信号输出端输出的信号经第一三极管放大后驱动红外发光管工作，红外接收器的输出端与微处理器的红外信号输入端连接；电源模块为中央处理模块、温度检测模块和红外信号发射接收模块供电。

实际使用时，可将本空调节能管理装置安装在空调的遥控器信号接收窗口附近，使该接收窗口能接收到红外发光管发出的信号，从而可使本空调节能管理装置能与空调进行通讯，达到控制空调的工作参数的目的。

温度检测模块中含有温度传感器，温度传感器的输出端与微处理器的温度信号输入端连接。

温度传感器为模拟温度传感器或数字温度传感器，模拟温度传感器可为热敏电阻。本空调节能管理装置可根据温度传感器测得的室温来控制空调的设定温度，防止空调温度设置过高或过低，有利于节约能源。红外发光管为红外发光二极管。

空调节能管理装置还含有时钟发生模块，时钟发生模块中含有时钟晶振、时钟发生器和电池，时钟晶振与时钟发生器的晶振端连接，电池与时钟发生器的电源端连接，时钟发生器的串行通讯口与微处理器的时钟串行通讯口连接；电源模块还为时钟发生模块供电。时钟发生模块提供的时间信号可用于定时控制空调的关机，防止空调长时间开启，不仅延长了空调的使用寿命，而且节约了电能。

空调节能管理装置还含有通讯模块，通讯模块为有线通讯模块或无线通讯模块；有线通讯模块含有第一光电耦合器、收发器和通讯接口，微处理器的通讯控制端通过第一光电耦合器与收发器的使能端连接，微处理器的第一串行通讯口通过收发器与通讯接口连接；无线通讯模块中含有无线通讯芯片，微处理器的第二串行通讯口与无线通讯芯片的通讯口连接；电源模块还为通讯模块供电。通讯模块有利于本空调节能管理装置与主控制站通讯，有利于对空调进行统一管理。

空调节能管理装置还含有人体红外线检测模块，人体红外线检测模块中含有第二光电耦合器和人体红外线检测器，人体红外线检测器的输出端通过第二光电耦合器与微处理器的人体红外线检测输入端连接；电源模块还为人体红外线检测模块供电。当人体红外线检测器检测到室内没有人时，微处理器可输出控制信号关闭空调，有效节约了电能。

空调节能管理装置还含有显示模块、键盘和语音模块；显示模块中含有显示器和显示驱动器，微处理器的显示输出端与显示驱动器的输入端连接，显示驱动器的输出端与显示器连接；键盘中含有按键，按键与微处理器的按键信号输入口连接；语音模块中含有第二三极管和喇叭，微处理器的语音信号输出端输出的信号经第二三极管放大后驱动喇叭工作；电源模块还为显示模块、键盘和语音模块供电。显示模块和语音模块可用于显示和声音提示，键盘可用于参数的设置。

空调节能管理装置还含有主空调机电源检测模块，主空调机电源检测模块中含有第三光电耦合器，主空调机的电源信号通过第三光电耦合器隔离后进入微处理器的主空调机电源信号输入端；电源模块还为主空调机电源检测模块供电。主空调机电源检测模块可检测出中央空调系统中的主空调机的供电状况，并把该供电状况上传到主控制站，主控制站发现主空调机停电时，可启动备用空调机工作。主空调机可以是三相供电，也可以是单向供电。

中央处理模块中还含有微处理器电源监视器和存储器，微处理器电源监视器的输出端与微处理器的复位端连接，存储器与微处理器的串行存储口连接。微处理器电源监视器可监视微处理器的电源状况，一旦电源出现波动，可立即控制微处理器复位，防止微处理器发生死机、运行混乱等状况。存储器可用于参数的存储和保存。

中央处理模块中还含有编程接口和指示灯，编程接口与微处理器连接，指示灯与微处理器的指示信号灯输出口连接。

电源模块中含有变压器、整流二极管、稳压器和直流电输入端口，交流市电经过变压器降压后，再经过整流二极管整成直流电，该直流电经稳压器稳压后输出，直流电输入端口通过防逆流二极管接在稳压器的输入端。

空调节能管理装置可采用交流市电供电，也可通过直流电输入端口直流供电。

红外接收器接收空调遥控器发出的按键信号，该按键信号进入微处理器后，由微处理器对该按键信号进行检测并得出该按键信号的代码值，同时将该代码值存储下来；当需要向外发送信号时，微处理器再采用该代码值使红外发光管向外发送信号，从而达到模拟空调遥控器发送信号的目的。

按键信号为开机信号，或为关机信号，或为升温信号，或为降温信号等等。

第一次使用本空调节能管理装置时，如果该装置中没有存储空调遥控器的按键代码值，或者存储的按键代码值需要修改，就需要进行按键代码值学习，具体操作为：按下本装置键盘上的“学习键”，使本空调节能管理装置处于学习状态，然后将空调遥控器的发射端对准空调节能管理装置的红外接收器，再按下空调遥控器上的一个按键，空调节能管理装置即可对该按键的按键代码值进行学习，学习完毕，按下空调遥控器上的另一个按键，使空调节能管理装置接着对其按键代码值进行学习，依此类推，直到把需要的按键代码值学习完毕即可。

本发明的有益效果：

1．本发明采用电路简洁的红外信号发射接收模块与空调的遥控器信号接收窗口进行通讯，从而控制空调的运行，不需要对空调内部进行改造，其不仅结构简单，而且安装使用方便。

2．本发明可根据室温设定空调的温度、可定时对空调关机、可在室内无人时使空调关机、可与主控制站通讯，还可对不同型号的空调遥控器的按键代码值进行学习、模拟，适用范围广、使用方便、功能强。

（四）、附图说明：

图1为空调节能管理装置的电路原理框图；

图2为中央处理模块、红外信号发射接收模块、温度检测模块、人体红外线检测模块和语音模块的电路原理示意图；

图3为键盘的电路原理示意图；

图4为显示模块的电路原理示意图；

图5为无线通讯模块的电路原理示意图；

图6为有线通讯模块的电路原理示意图；

图7为时钟发生模块的电路原理示意图；

图8为主空调机电源检测模块的电路原理示意图；

图9为电源模块的电路原理示意图。

（五）、具体实施方式：

参见图1～图9，图中，空调节能管理装置含有中央处理模块、温度检测模块3和电源模块，温度检测模块3的输出端与中央处理模块连接，还含有红外信号发射接收模块1，红外信号发射接收模块1中含有红外发光管RED、第一三极管Q5和红外接收器，中央处理模块中含有微处理器U1，微处理器U1的红外信号输出端PD4输出的信号经第一三极管Q5放大后驱动红外发光管RED工作，红外接收器的输出端与微处理器U1的红外信号输入端PB2连接；电源模块为中央处理模块、温度检测模块3和红外信号发射接收模块1供电。微处理器U1的型号为：ATmega324A-AU；红外接收器的型号为：TL1838A2，生产厂家为：PENGCENG，红外发光管RED为红外发光二极管。

实际使用时，可将本空调节能管理装置安装在空调的遥控器信号接收窗口附近，使该接收窗口能接收到红外发光管RED发出的信号，从而可使本空调节能管理装置能与空调进行通讯，达到控制空调的工作参数的目的。

温度检测模块3中含有温度传感器，温度传感器的输出端与微处理器U1的温度信号输入端PA0连接。

温度传感器为热敏电阻。本空调节能管理装置可根据温度传感器测得的室温来控制空调的设定温度，防止空调温度设置过高或过低，有利于节约能源。

空调节能管理装置还含有时钟发生模块，时钟发生模块中含有时钟晶振X2、时钟发生器U7和电池BT1，时钟晶振X2与时钟发生器U7的晶振端OSCI、OSCO连接，电池BT1与时钟发生器U7的电源端VDD连接，时钟发生器U7的串行通讯口SCL、SDA与微处理器U1的时钟串行通讯口PC0、PC1连接；电源模块还为时钟发生模块供电。时钟发生模块提供的时间信号可用于定时控制空调的关机，防止空调长时间开启，不仅延长了空调的使用寿命，而且节约了电能。

时钟发生器U7的型号为：PCF8563，时钟晶振X2的频率为32.768KHz。

空调节能管理装置还含有通讯模块，通讯模块为有线通讯模块或无线通讯模块；有线通讯模块含有第一光电耦合器U4、收发器U5和通讯接口，微处理器U1的通讯控制端PA6、PA7通过第一光电耦合器U4与收发器U5的使能端2、3连接，微处理器U1的第一串行通讯口PD2、PD3通过收发器U5与通讯接口连接；无线通讯模块中含有无线通讯芯片HAC-UNET，微处理器U1的第二串行通讯口PD0、PD1与无线通讯芯片HAC-UNET的通讯口TXD、RXD连接；电源模块还为通讯模块供电。通讯模块有利于本空调节能管理装置与主控制站通讯，有利于对空调进行统一管理。

收发器U5的型号为：SP3485，无线通讯芯片HAC-UNET的型号为：WX31。

空调节能管理装置还含有人体红外线检测模块2，人体红外线检测模块2中含有第二光电耦合器U8和人体红外线检测器，人体红外线检测器的输出端通过第二光电耦合器U8与微处理器U1的人体红外线检测输入端PB0连接；电源模块还为人体红外线检测模块2供电。当人体红外线检测器检测到室内没有人时，微处理器可输出控制信号关闭空调，有效节约了电能。人体红外线检测器的型号为：PA-476，生产厂家为：深圳市科信安电子科技有限公司。

空调节能管理装置还含有显示模块、键盘和语音模块4；显示模块中含有数码管显示器DS71、DS72和显示驱动器U71、U72，微处理器U1的显示输出端PD5、PD6、PD7与显示驱动器U71、U72的输入端DIN、SCLK、LATCH连接，显示驱动器U71、U72的输出端分别与显示器DS71、DS72连接；键盘中含有按键key1、key2、key3、key4，按键key1、key2、key3、key4分别与微处理器U1的按键信号输入口PC4、PC5、PC6、PC7连接；语音模块中含有第二三极管Q3和喇叭Speaker，微处理器U1的语音信号输出端PA5输出的信号经第二三极管Q3放大后驱动喇叭Speaker工作；电源模块还为显示模块、键盘和语音模块4供电。显示模块和语音模块4可用于显示和声音提示，键盘可用于参数的设置。

显示驱动器U71、U72的型号为：595。

空调节能管理装置还含有主空调机电源检测模块，主空调机电源检测模块中含有第三光电耦合器U101、U201、U301，主空调机的三相电源信号A、B、C通过第三光电耦合器U101、U201、U301隔离后进入微处理器U1的主空调机电源信号输入端PA2、PA3、PA4；电源模块还为主空调机电源检测模块供电。主空调机电源检测模块可检测出中央空调系统中的主空调机的供电状况，并把该供电状况上传到主控制站，主控制站发现主空调机停电时，可启动备用空调机工作。

中央处理模块中还含有微处理器电源监视器U2和存储器U3，微处理器电源监视器U2的输出端RST与微处理器U1的复位端RESET连接，存储器U3与微处理器U1的串行存储口PB3、PB4、PB5、PB6、PB7连接。微处理器电源监视器U2可监视微处理器U1的电源状况，一旦电源出现波动，可立即控制微处理器U1复位，防止微处理器U1发生死机、运行混乱等状况。存储器U3可用于参数的存储和保存。

微处理器电源监视器U2的型号为：SGM706-S，存储器U3的型号为：FM25040A。

中央处理模块中还含有编程接口和通讯指示灯LED1、CPU指示灯LED2，编程接口与微处理器U1连接，通讯指示灯LED1、CPU指示灯LED2分别与微处理器U1的指示信号灯输出口PC2、PC3连接。

电源模块中含有变压器T1、整流二极管D01、D02、D03、D04、稳压器U01和12V直流电输入端口，220V交流市电经过变压器T1降压后，再经过整流二极管D01、D02、D03、D04整成直流电，该直流电经稳压器U01稳压后输出，12V直流电输入端口通过防逆流二极管D1接在稳压器U01的输入端。

稳压器U01的型号为：LM317。

空调节能管理装置可采用220V交流市电供电，也可通过12V直流电输入端口直流供电。

Claims

1.一种空调节能管理装置，含有中央处理模块、温度检测模块和电源模块，温度检测模块的输出端与中央处理模块连接，其特征是：还含有红外信号发射接收模块，红外信号发射接收模块中含有红外发光管、第一三极管和红外接收器，中央处理模块中含有微处理器，微处理器的红外信号输出端输出的信号经第一三极管放大后驱动红外发光管工作，红外接收器的输出端与微处理器的红外信号输入端连接；电源模块为中央处理模块、温度检测模块和红外信号发射接收模块供电。

2.根据权利要求1所述的空调节能管理装置，其特征是：所述温度检测模块中含有温度传感器，温度传感器的输出端与微处理器的温度信号输入端连接。

3.根据权利要求2所述的空调节能管理装置，其特征是：所述温度传感器为模拟温度传感器或数字温度传感器；红外发光管为红外发光二极管。

4.根据权利要求1所述的空调节能管理装置，其特征是：还含有时钟发生模块，时钟发生模块中含有时钟晶振、时钟发生器和电池，时钟晶振与时钟发生器的晶振端连接，电池与时钟发生器的电源端连接，时钟发生器的串行通讯口与微处理器的时钟串行通讯口连接；电源模块还为时钟发生模块供电。

5.根据权利要求1所述的空调节能管理装置，其特征是：还含有通讯模块，通讯模块为有线通讯模块或无线通讯模块；有线通讯模块含有第一光电耦合器、收发器和通讯接口，微处理器的通讯控制端通过第一光电耦合器与收发器的使能端连接，微处理器的第一串行通讯口通过收发器与通讯接口连接；无线通讯模块中含有无线通讯芯片，微处理器的第二串行通讯口与无线通讯芯片的通讯口连接；电源模块还为通讯模块供电。

6.根据权利要求1所述的空调节能管理装置，其特征是：还含有人体红外线检测模块，人体红外线检测模块中含有第二光电耦合器和人体红外线检测器，人体红外线检测器的输出端通过第二光电耦合器与微处理器的人体红外线检测输入端连接；电源模块还为人体红外线检测模块供电。

7.根据权利要求1所述的空调节能管理装置，其特征是：还含有显示模块、键盘和语音模块；显示模块中含有显示器和显示驱动器，微处理器的显示输出端与显示驱动器的输入端连接，显示驱动器的输出端与显示器连接；键盘中含有按键，按键与微处理器的按键信号输入口连接；语音模块中含有第二三极管和喇叭，微处理器的语音信号输出端输出的信号经第二三极管放大后驱动喇叭工作；电源模块还为显示模块、键盘和语音模块供电。

8.根据权利要求1所述的空调节能管理装置，其特征是：还含有主空调机电源检测模块，主空调机电源检测模块中含有第三光电耦合器，主空调机的电源信号通过第三光电耦合器隔离后进入微处理器的主空调机电源信号输入端；电源模块还为主空调机电源检测模块供电。

9.根据权利要求1所述的空调节能管理装置，其特征是：所述中央处理模块中还含有微处理器电源监视器和存储器，微处理器电源监视器的输出端与微处理器的复位端连接，存储器与微处理器的串行存储口连接；电源模块中含有变压器、整流二极管、稳压器和直流电输入端口，交流市电经过变压器降压后，再经过整流二极管整成直流电，该直流电经稳压器稳压后输出，直流电输入端口通过防逆流二极管接在稳压器的输入端。

10.根据权利要求1所述的空调节能管理装置，其特征是：所述红外接收器接收空调遥控器发出的按键信号，该按键信号进入微处理器后，由微处理器对该按键信号进行检测并得出该按键信号的代码值，同时将该代码值存储下来；当需要向外发送信号时，微处理器再采用该代码值使红外发光管向外发送信号，从而达到模拟空调遥控器发送信号的目的。