CN103994543A - 一种室内恒温恒湿智能控制系统及方法 - Google Patents

一种室内恒温恒湿智能控制系统及方法 Download PDF

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章国宝
张露
鲁小雨
杨晓辉
虞金花
黄永明
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Abstract

一种室内恒温恒湿智能控制系统及方法，系统包括温湿度采集模块，包含至少一个温湿度传感器，用于实时采集室内温湿度，并通过传输模块将室内温湿度值传输至主控模块；主控模块，和液晶显示屏连接，分别通过Zigbee转红外模块控制空调设备的通断及各种运行模式、通过传输模块控制加湿器设备的通断；液晶显示屏能够实现手动触摸输入温湿度预定值等控制数据，并可实时显示当前室内的温度值和湿度值；该装置能够智能的调节室内的温湿度。一种控制方法，是通过增加稳定域度和持续时间，有效的增加了系统的鲁棒性。

Description

一种室内恒温恒湿智能控制系统及方法
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种室内恒温恒湿智能控制系统及方法。
背景技术
控制室内恒温恒湿环境，从居住的高舒适度与建筑的低能耗出发，彻底解决居住者面临的各种室内环境问题。
然而，中国的节能建筑和人居科技发展工作尚处于初步阶段。
现有电器多数只能在室内进行人工控制，智能化不足，不能根据室内的环境自动开关，调节室内的生活环境，例如，空调，加湿器不能在人们到达居室前提前工作；空调和加湿器一旦打开电源就一直工作，除非人为地去关闭电源，这样会造成即使温湿度达到期望值，电器也会一直工作，造成电力资源的浪费。
Zigbee技术的发展，使家居智能控制系统无线化发展成为一种趋势，能够提供更大的灵活性，省去了布线的精力和费用，满足家居设备的普通控制系统升级为智能控制系统的未来发展需要。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于Zigbee的室内恒温恒湿智能控制系统及方法,检测家庭环境中的温湿度值，从而实现室内恒温恒湿的智能控制。
本发明所采用的技术方案是：一种室内恒温恒湿智能控制系统，包括温湿度采集模块，主控模块，液晶显示屏，空调设备，加湿器装置，传输模块，Zigbee转红外模块，电源模块。所述温湿度采集模块，包含至少一个温湿度传感器，所述温湿度传感器安装于室内，用于实时采集室内温湿度，并通过传输模块将室内温湿度值传输至主控模块。所述主控模块，和液晶显示屏直接连接，分别通过Zigbee转红外模块控制空调设备的通断及各种运行模式、通过传输模块控制加湿器设备的通断。所述液晶显示屏，直接安装在主控模块上，实现手动触摸输入温湿度预定值等控制数据，并可实时显示当前室内的温度值和湿度值。所述空调设备，用于在主控模块的控制下根据温度控制指令，通过Zigbee转红外模块对空调设备发射红外控制指令，控制空调设备的开、关，制冷、制热，从而实现室内温度的调节，保持室内恒温在用户预定值。所述加湿器设备，用于在主控模块的控制下根据湿度控制指令，分别通过Zigbee转红外模块对空调设备发射红外控制指令，控制空调设备除湿模式开启、关闭，通过传输模块对加湿器设备发zigbee控制指令，控制加湿器设备的通断，从而实现室内湿度的调节，保持室内恒湿在用户预定值。所述传输模块，包含Zigbee芯片，安装于除空调设备以外包括主控模块在内的所有设备上，用于无线接收和发送各种数据和控制指令。实现将温湿度采集模块采集的温湿度值传给主控模块，并将湿度控制指令发送给对应的加湿器设备。所述Zigbee转红外模块，用于接收主控模块发来的温湿度控制指令，并将控制指令发送给对应的空调设备。
更进一步地，本发明还提供基于Zigbee的室内恒温恒湿智能控制方法，具体步骤为：
步骤一：使用之前，先在液晶显示屏上手动触摸输入温度的上限值Tmax和下限值Tmin，以及湿度的上限值Hmax和下限值Hmin；
步骤二：温湿度采集模块采集室内温湿度，若有多个温湿度传感器，则将多个温湿度传感器采集得到的温湿度的平均值作为室内当前温湿度值：
若室内安置有n个温度传感器，则室内当前温度值T＝(T1+T2+T3+n+Tn)/n；
若室内安置有m个湿度传感器，则室内当前湿度值H＝(H1+H2+H3+n+Hm)/m。
步骤三：通过传输模块将采集处理得到的室内当前温度值T和湿度值H发送至主控模块，并通过液晶显示屏实时显示室内当前温湿度值。
步骤四：若当前室内温度值T高于用户设定的温度上限阀值Tmax，并且持续时间t≥5min，主控模块通过Zigbee转红外模块发送红外编码控制指令给空调设备，控制空调设备开关自动打开，调至制冷模式，并降低空调设备设定温度；若不满足上述两个条件之一或全部，则主控模块通过Zigbee转红外模块发送红外编码控制指令给空调设备，控制空调设备自动关闭；
若当前室内湿度值H高于用户设定的湿度上限阀值Hmax，并且持续时间t≥5min，主控模块通过Zigbee转红外模块发送红外编码控制指令给空调设备，控制空调设备开关自动打开，调至除湿模式；若不满足上述两个条件之一或全部，则主控模块通过Zigbee转红外模块发送红外编码控制指令给空调设备，控制设备自动关闭；
步骤五：若当前室内温度值T低于用户设定的温度下限阀值Tmin，并且持续时间t≥5min，主控模块通过Zigbee转红外模块发送红外编码控制指令给空调设备，控制空调设备开关自动打开，调至制热模式，并升高空调设备设定温度；若不满足上述两个条件之一或全部，则主控模块通过Zigbee转红外模块发送红外编码控制指令给空调设备，控制空调设备自动关闭；
若当前室内湿度值H低于用户设定的湿度下限阀值Hmin，并且持续时间t≥5min，主控模块通过传输模块发送Zigbee无线控制信号开启加湿器设备；若不满足上述两个条件之一，则主控模块通过传输模块发送Zigbee无线控制信号关闭加湿器设备；
本发明的有益效果在于：
(1)本发明可以根据室内温湿度值自动控制空调和加湿器的开和关以及空调各种运行模式的自动切换，实现室内恒温恒湿环境的智能控制，方便人们，节约能源；
(2)各个节点间采用Zigbee和红外无线控制方式，可移动性强，可扩展性强，成本低，功耗低，实现技术简单。
(3)液晶显示屏可实时显示室内的温湿度值，数据直观，方便用户查看；手动触屏输入的控制方式，便捷灵敏，便于用户操作；
附图说明
图1为本发明的系统框图。
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，本实施例的一种基于Zigbee的室内恒温恒湿智能控制系统，其特征在于：包括温湿度采集模块10，主控模块302，液晶显示屏303，空调设备502，加湿器装置40，传输模块20，Zigbee转红外模块501，电源模块301。
所述温湿度采集模块10，包含至少一个温湿度传感器101～10x，所述温湿度传感器101～10x安装于室内，用于实时采集室内温湿度，并通过传输模块20将室内温湿度值传输至主控模块302。
所述主控模块302，和液晶显示屏303直接连接，分别通过Zigbee转红外模块501控制空调设备502的通断及各种运行模式、通过传输模块20控制加湿器设备40的通断。
所述液晶显示屏303，直接安装在主控模块302上，实现手动触摸输入温湿度预定值等控制数据，并可实时显示当前室内的温度值和湿度值。
所述空调设备502，用于在主控模块302的控制下根据温度控制指令，通过Zigbee转红外模块501对空调设备502发射红外控制指令，控制空调设备502的开、关，制冷、制热，从而实现室内温度的调节，保持室内恒温在用户预定值。
所述加湿器设备40，用于在主控模块302的控制下根据湿度控制指令，分别通过Zigbee转红外模块501对空调设备502发射红外控制指令，控制空调设备502除湿模式开启、关闭，通过传输模块20对加湿器设备40发zigbee控制指令，控制加湿器设备40的通断，从而实现室内湿度的调节，保持室内恒湿在用户预定值。
所述传输模块20，包含Zigbee芯片，安装于除空调设备502以外包括主控模块302在内的所有设备上，用于无线接收和发送各种数据和控制指令。实现将温湿度采集模块10采集的温湿度值传给主控模块302，并将湿度控制指令发送给对应的加湿器设备20。
所述Zigbee转红外模块501，用于接收主控模块302发来的温湿度控制指令，并将控制指令发送给对应的空调设备502。
此外，本发明还提供基于Zigbee的室内恒温恒湿智能控制方法，包括以下步骤：
步骤一：使用之前，先在液晶显示屏303上手动触摸输入温度的上限值Tmax和下限值Tmin，以及湿度的上限值Hmax和下限值Hmin；
步骤二：温湿度采集模块10采集室内温湿度，若有多个温湿度传感器(101～10x)，则将多个温湿度传感器(101～10x)采集得到的温湿度的平均值作为室内当前温湿度值：
若室内安置有n个温度传感器，则室内当前温度值T＝(T1+T2+T3+n+Tn)/n；
若室内安置有m个湿度传感器，则室内当前湿度值H＝(H1+H2+H3+n+Hm)/m。
步骤三：通过传输模块20将采集处理得到的室内当前温度值T和湿度值H发送至主控模块302，并通过液晶显示屏303实时显示室内当前温湿度值。
步骤四：若当前室内温度值T高于用户设定的温度上限阀值Tmax，并且持续时间t≥5min，主控模块302通过Zigbee转红外模块501发送红外编码控制指令给空调设备502，控制空调设备502开关自动打开，调至制冷模式，并降低空调设备502设定温度；若不满足上述两个条件之一或全部，则主控模块302通过Zigbee转红外模块501发送红外编码控制指令给空调设备502，控制空调设备502自动关闭；
若当前室内湿度值H高于用户设定的湿度上限阀值Hmax，并且持续时间t≥5min，主控模块302通过Zigbee转红外模块501发送红外编码控制指令给空调设备502，控制空调设备502开关自动打开，调至除湿模式；若不满足上述两个条件之一或全部，则主控模块302通过Zigbee转红外模块501发送红外编码控制指令给空调设备502，控制设备502自动关闭；
步骤五：若当前室内温度值T低于用户设定的温度下限阀值Tmin，并且持续时间t≥5min，主控模块302通过Zigbee转红外模块501发送红外编码控制指令给空调设备502，控制空调设备502开关自动打开，调至制热模式，并升高空调设备502设定温度；若不满足上述两个条件之一或全部，则主控模块302通过Zigbee转红外模块501发送红外编码控制指令给空调设备502，控制空调设备502自动关闭；
若当前室内湿度值H低于用户设定的湿度下限阀值Hmin，并且持续时间t≥5min，主控模块302通过传输模块20发送Zigbee无线控制信号开启加湿器设备20；若不满足上述两个条件之一，则主控模块302通过传输模块20发送Zigbee无线控制信号关闭加湿器设备20；
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (9)

1.一种室内恒温恒湿智能控制系统，其特征在于：包括温湿度采集模块(10)，主控模块(302)，液晶显示屏(303)，空调设备(502)，加湿器装置(40)，传输模块(20)，Zigbee转红外模块(501)，电源模块(301)。
2.根据权利要求1所述的一种室内恒温恒湿智能控制系统，其特征在于：所述温湿度采集模块(10)，包含至少一个温湿度传感器(101～10x)，所述温湿度传感器(101～10x)安装于室内，用于实时采集室内温湿度，并通过传输模块(20)将室内温湿度值传输至主控模块(302)。
3.根据权利要求1所述的一种室内恒温恒湿智能控制系统，其特征在于：所述主控模块(302)，和液晶显示屏(303)直接连接，分别通过Zigbee转红外模块(501)控制空调设备(502)的通断及各种运行模式、通过传输模块(20)控制加湿器设备(40)的通断。
4.根据权利要求1所述的一种室内恒温恒湿智能控制系统，其特征在于：所述液晶显示屏(303)，直接安装在主控模块(302)上，实现手动触摸输入温湿度预定值等控制数据，并可实时显示当前室内的温度值和湿度值。
5.根据权利要求1所述的一种室内恒温恒湿智能控制系统，其特征在于：所述空调设备(502)，用于在主控模块(302)的控制下根据温度控制指令，通过Zigbee转红外模块(501)对空调设备(502)发射红外控制指令，控制空调设备(502)的开、关，制冷、制热，从而实现室内温度的调节，保持室内恒温在用户预定值。
6.根据权利要求1所述的一种室内恒温恒湿智能控制系统，其特征在于：所述加湿器设备(40)，用于在主控模块(302)的控制下根据湿度控制指令，分别通过Zigbee转红外模块(501)对空调设备(502)发射红外控制指令，控制空调设备(502)除湿模式开启、关闭，通过传输模块(20)对加湿器设备(40)发zigbee控制指令，控制加湿器设备(40)的通断，从而实现室内湿度的调节，保持室内恒湿在用户预定值。
7.根据权利要求1所述的一种室内恒温恒湿智能控制系统，其特征在于：所述传输模块(20)，包含Zigbee芯片，安装于除空调设备(502)以外包括主控模块(302)在内的所有设备上，用于无线接收和发送各种数据和控制指令，实现将温湿度采集模块(10)采集的温湿度值传给主控模块(302)，并将湿度控制指令发送给对应的加湿器设备(20)。
8.根据权利要求1所述的一种室内恒温恒湿智能控制系统，其特征在于：所述Zigbee转红外模块(501)，用于接收主控模块(302)发来的温湿度控制指令，并将控制指令发送给对应的空调设备(502)。
9.一种室内恒温恒湿智能控制方法，其特征是，应用于如权利要求1—8任一所述的一种基于Zigbee的室内恒温恒湿智能控制系统，具体步骤为：
步骤一：使用之前，先在液晶显示屏(303)上手动触摸输入温度的上限值Tmax和下限值Tmin，以及湿度的上限值Hmax和下限值Hmin；
步骤二：温湿度采集模块(10)采集室内温湿度，若有多个温湿度传感器(101～10x)，则将多个温湿度传感器(101～10x)采集得到的温湿度的平均值作为室内当前温湿度值：
若室内安置有n个温度传感器，则室内当前温度值T＝(T1+T2+T3+…+Tn)/n；
若室内安置有m个湿度传感器，则室内当前湿度值H＝(H1+H2+H3+n+Hm)/m，
步骤三：通过传输模块(20)将采集处理得到的室内当前温度值T和湿度值H发送至主控模块(302)，并通过液晶显示屏(303)实时显示室内当前温湿度值，
步骤四：若当前室内温度值T高于用户设定的温度上限阀值Tmax，并且持续时间t≥5min，主控模块(302)通过Zigbee转红外模块(501)发送红外编码控制指令给空调设备(502)，控制空调设备(502)开关自动打开，调至制冷模式，并降低空调设备(502)设定温度；若不满足上述两个条件之一或全部，则主控模块(302)通过Zigbee转红外模块(501)发送红外编码控制指令给空调设备(502)，控制空调设备(502)自动关闭；
若当前室内湿度值H高于用户设定的湿度上限阀值Hmax，并且持续时间t≥5min，主控模块(302)通过Zigbee转红外模块(501)发送红外编码控制指令给空调设备(502)，控制空调设备(502)开关自动打开，调至除湿模式；若不满足上述两个条件之一或全部，则主控模块(302)通过Zigbee转红外模块(501)发送红外编码控制指令给空调设备(502)，控制设备(502)自动关闭；
步骤五：若当前室内温度值T低于用户设定的温度下限阀值Tmin，并且持续时间t≥5min，主控模块(302)通过Zigbee转红外模块(501)发送红外编码控制指令给空调设备(502)，控制空调设备(502)开关自动打开，调至制热模式，并升高空调设备(502)设定温度；若不满足上述两个条件之一或全部，则主控模块(302)通过Zigbee转红外模块(501)发送红外编码控制指令给空调设备(502)，控制空调设备(502)自动关闭；
若当前室内湿度值H低于用户设定的湿度下限阀值Hmin，并且持续时间t≥5min，主控模块(302)通过传输模块(20)发送Zigbee无线控制信号开启加湿器设备(20)；若不满足上述两个条件之一，则主控模块(302)通过传输模块(20)发送Zigbee无线控制信号关闭加湿器设备(20)。
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