CN104390261B - 自主控温电加热复合地板及其主控装置 - Google Patents

Abstract

一种自主控温电加热复合地板，包括复合地板,电加热板和分控制器，复合地板包括每排复合地板含置于中间的整板和置于整板两端边缘与墙体之间、长度可以调整的可调节长度板，整板内置有电加热板和分控制器，分控制器检测电加热板的温度，然后分控制器根据温度通过控制供电电流控制电加热板的温度，分控制器还可以通过其通信装置与主控装置的主控制器通信，进行数据交互。主控装置含有主控制器，通信装置，供电电源，远程无线通信装置，键盘和显示器，主控制器可以通过通信装置与自主控温电热复合地板的分控制器进行数据交互，用户可以通过键盘和显示器与主控装置进行人机交互，用户还可以通过远程通信装置与主控装置进行远程通信。

Description

自主控温电加热复合地板及其主控装置

技术领域

本发明涉及室内电热地板，是一种用于室内的自主控温电加热复合地板及其主控装置。

背景技术

随着人们生活水平的提高，居住的舒适度也成为居民主要需求之一，而冬季供暖则是居住舒适度的重要条件之一。传统的供热方式有两种：我国北方主要以煤为燃料产生热蒸汽供暖，这种方式既耗费大量不可再生资源，又对环境产生严重污染；另外一种供热方式为空调供热，是黄河以南地区普遍使用的一种供热方式，但长时间使用空调会使室内空气干燥，而且使用成本较高。碳晶电热复合地板是以碳纤维构成的平板作为核心发热体、生产过程中在芯层加入面状碳晶发热板制成的新型面状碳晶电热低温辐射复合地板，因其铺装简单，电转化热能效率高，不会向周围环境释放甲醛有害气体，因此，碳晶电热复合地板是环保的新型地板，可以广泛适用于家庭及公共场所的地面装饰。碳晶电热复合地板的每块地板在使用时都要由同一个温度控制器控制，使用单个温控开关无法实现对室内所有地板的温度精确控制。而且，当出现某个地板因损坏时，温度控制器也无法及时正确地定位该地板，造成故障地板更换难，甚至出现错误更换的情况，而且用户也无法进行远程监控和分区控制，节能效果不好。中国专利公开（公告）号103968453A，公开了本申请人，发明名称为一种碳晶地热地板插接式电连接及监控装置的发明专利申请，它是在地板内只集成了测温元件及供电导线和通信导线，本身不能实现自主控温功能，温度控制不精确，用户体感的舒适度欠佳，监控装置也只有简单的控温功能，而不能很好的实现温度的分区控制及远程控制，只适用于要求不高的低端用户，节能效果较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种自主控温电加热复合地板及其主控装置，其中,自主控温电热复合地板能够实现地板的自主恒温，从而实现温度精确控制，此外，主控装置通过通信网络与区域内每块地板内的分控制器进行通信，从而实现所有地板的监控，尽快查出故障地板，还可以设置室内温度,实现温度分区控制，另外，主控装置还可以实现远程监控，用户可在他处对室温及地板进行远程监控,用户不在家时可降低地板的耗电,从而节约了电能。

解决其技术问题采用的方案是：一种自主控温电加热复合地板，它包括复合地板,电加热板和分控制器，所述复合地板包括按纵向或横向排列的多排复合地板，每排复合地板含置于中间的整板和置于整板两端边缘与墙体之间、长度可以调整的可调节长度板，可调长度板只含有供电导线,整板内置有电加热板和分控制器，所述电加热板之间采用并联结构进行连接，统一由交流220V电源供电，所述分控制器之间采用并联结构进行连接，统一由直流12V电源供电，分控制器的电源模块再将12V电转换成5V电供分控制器使用，交流220V电源和12V电源由主控装置提供，其特征是：分控制器检测电加热板的温度，然后与设定温度比较，再根据控制算法得到控制量，最后分控制器根据控制量通过控制供电电流控制电加热板的温度，分控制器或通过其通信装置与主控装置的主控制器通信，下载温度设定值，上传地板状态数据。

所述分控制器内部含有测温元件，核心控制器，电子开关，通信装置，核心控制器通过测温元件测量复合地板的温度，利用电子开关控制电加热板是否加热，从而控制复合地板温度，并通过通信装置与主控装置进行数据交互。

所述核心控制器是单片机最小系统、DSP最小系统、32位嵌入式系统、CPLD最小系统、模拟PID控制电路智能芯片、智能电路或具有控制功能的电路，用于检测复合地板温度并通过电子开关控制电流，从而控制复合地板温度。

所述测温元件的型号为DS18B20。

所述电子开关为小型可控硅、场效应管、三极管、IGBT或小型继电器小型电子开关。

所述电加热板为碳晶电加热板。

所述的主控装置包括主控制器、通信装置、供电电源、远程无线通信装置、手持监控设备、键盘和显示装置，所述的主控制器通过通信装置与自主控温电加热复合地板的分控制器进行数据交互，用户可以通过键盘和显示装置与主控装置进行人机交互，用户或利用手持监控设备通过远程通信装置与主控装置进行远程通信，此外，主控装置或将市电220V分成交流220V和直流12V供电电源向各自主控温电加热复合地板提供电能。

所述主控制器的型号为STM32最小系统板。

所述远程无线通信装置是GPRS、GSM、3G网络或4G网络远程无线通讯模块。

所述手持监控设备为智能手机、平板电脑或PDA。

本发明自主控温电加热复合地板的加热工作过程是：分控制器通过测温元件检测复合地板内电加热板的温度，再与设定温度对比，所得差值输入控制算法公式，并得到控制量，最后根据控制量来决定电子开关开启时间的长短，从而控制电热板加热时间的长短，最终控制电热板的温度，从而实现温度的精确控制。另外，分控制器通过通信装置获得温度设定值，还通过通信装置上传复合地板的当前温度及工作状态。

本发明自主控温电加热复合地板的主控装置的工作过程是：用户可以通过键盘和显示器与主控制器进行人机交互，从而设定区域温度，实现室温的分区控制，主控制器通过通信装置将设定的温度传给分控制器，并从分控制器获得地板的工作状态，并显示到显示器上供用户查看。为方便用户操作，主控制器还可以通过远程通信装置与用户的手机，平板电脑，PDA等手持设备通信，从而实现室温的远程监控及地板的远程监控，用户不在家时降低室内温度,用户回家前提高室内温度，达到节能的目的。

本发明的有益效果在于：在每块复合地板加入了控温系统，不但提高了室内温度控制的精确度，还增加了故障地板检测的准确性。主控装置用于室内温度的分区控制，增加室内的舒适度的同时也可以节能，同时主控装置还负责检测是否有故障地板。用户可以使用两种方式来设置温度或发现故障地板：一是使用主控装置的键盘和显示器；二是使用手持监控设备,这大大方便了用户的操作，甚至在工作单位也可以对室温及地板进行监控，用户不在家时降低室温，即将回家时提高室温，从而起到了节能的作用。

附图说明

图1 为本发明自主控温电加热复合地板及其主控装置的结构示意图；

图2 为本发明自主控温电加热复合地板的结构示意图；

图3 为本发明自主控温电加热复合地板的主控装置的结构示意图；

图4 为本发明自主控温电加热复合地板的分控制器的程序流程图；

图5 为本发明自主控温电加热复合地板的主控制器的程序流程图。

图中：10自主控温电加热复合地板，101分控制器电源线，102电加热板电源线，103电源线接插件，104电加热板，105电加热板电极，106电子开关，107分控制器，108测温元件，109通信装置，111复合地板，20主控装置，201显示装置，202键盘，203主控制器，204通信装置，205交流220V供电电源线，206手持监控设备，207电加热板电源输出口，208分控制电源输出接口，209供电模块，210远程无线通信模块，211室内温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1，本发明的自主控温电加热复合地板及其主控装置包括自主控温电热复合地板10，主控装置20。自主控温电加热复合地板10，它包括复合地板111，电加热板104和分控制器110，所述复合地板111包括按纵向或横向排列的多排复合地板，每排复合地板含置于中间的整板和置于整板两端边缘与墙体之间、长度可以调整的可调节长度板，整板内置有电加热板104和分控制器110，所述电加热复合地板之间采用并联结构进行连接，统一由交流220V电加热板电源线102供电，所述分控制器110之间采用并联结构进行连接，统一由直流12V分控制器电源线101供电，电加热板电源线102和分控制器电源线101通过电源线接插件103与交流220V电源总线和直流12V电源总线连接，分控制器110由核心控制器107，测温元件108，电子开关106以及通信装置109组成。核心控制器107通过测温元件108测量电加热板104的温度，并利用控制算法得出控制量，再通过控制电子开关106的通断来控制电加热板104的供电电流，从而控制电加热板104的温度。核心控制器107还可以通过通信装置109与主控装置20进行通信。

本实施例中，核心控制器107选用STC89C52RC，测温元件108选用DS18B20，通信装置109选用PTR8000无线通信模块。电加热板104选用碳晶电加热板。如图4所示，核心控制器107的软件可根据I²C通信协议，PTR8000驱动程序、自动控制技术及计算机技术编制，是本领域技术人员所熟悉的技术。

自主控温电热复合地板的主控装置20含有主控制器203，通信装置204，供电电源209，远程无线通信装置210，手持监控设备206，键盘202和显示装置201，主控制器203可以通过通信装置204与自主控温电热复合地板10的分控制器110进行数据交互，用户可以通过键盘202和显示装置201与主控装置20进行人机交互，用户还可以利用手持监控设备206通过远程通信装置210与主控制器203进行远程通信，此外，主控装置20通过接口205引入220V市电进入分成交流220V和直流12V供电电源，并通过电加热板电源输出口207和分控制器电源输出口208连接到交流220V电源总线直流12V电源总线上，向各自主控温电热复合地板提供电能。另外，主控装置还通过温度传感器211检测室内温度，作为温度控制依据。

本实施例中，显示装置201选用LCD1602，键盘202选用现有技术市场现售的四乘四键盘，主控制器203选用STM32最小系统板，通信装置204选用无线通信模块PTR8000，手持监控设备206选用市场现售的手机产品，供电模块209选用市场现售的12V开关电源，远程无线通信模块210选用华为EM820U，温度传感器211选用DS18B20。如图5所示，STM32的软件可根据相关器件的驱动程序，通信技术及计算机技术编制，是本领域技术人员所熟悉的技术。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各构件所作的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种自主控温电加热复合地板，它包括复合地板、电加热板和分控制器，所述复合地板包括按纵向或横向排列的多排复合地板，每排复合地板含置于中间的整板和置于整板两端边缘与墙体之间、长度可以调整的可调节长度板，可调长度板只含有供电导线,整板内置有电加热板和分控制器，所述电加热板之间采用并联结构进行连接，统一由交流220V电源供电，所述分控制器之间采用并联结构进行连接，统一由直流12V电源供电，分控制器的电源模块再将12V电转换成5V电供分控制器使用，交流220V电源和12V电源由主控装置提供，其特征是：分控制器检测电加热板的温度，然后与设定温度比较，再根据控制算法得到控制量，最后分控制器根据控制量通过控制供电电流控制电加热板的温度，分控制器或通过其通信装置与主控装置的主控制器通信，下载温度设定值，上传地板状态数据；所述分控制器内置有电子开关，分控制器根据控制量来决定电子开关开启时间的长短，从而控制电加热板加热时间的长短，最终控制电加热板的温度，从而实现温度的精确控制；所述的主控装置包括主控制器、通信装置、供电电源、远程无线通信装置、手持监控设备、键盘和显示装置，所述的主控制器通过通信装置与自主控温电加热复合地板的分控制器进行数据交互，用户可以通过键盘和显示装置与主控装置进行人机交互，用户或利用手持监控设备通过远程通信装置与主控装置进行远程通信，此外，主控装置或将市电220V分成交流220V和直流12V供电电源向各自主控温电加热复合地板提供电能；用户可以通过键盘和显示器与主控制器进行人机交互，从而设定区域温度，实现室温的分区控制;用户可以通过手持通信设备与主控制器通信，进行室温和地板的远程监控。

2.根据权利要求1所述的自主控温电加热复合地板，其特征是：所述分控制器内部含有测温元件，核心控制器，电子开关，通信装置，核心控制器通过测温元件测量复合地板的温度，利用电子开关控制电加热板是否加热，从而控制复合地板温度，并通过通信装置与主控装置进行数据交互。

3.根据权利要求2所述的自主控温电加热复合地板，其特征是：所述核心控制器是单片机最小系统、DSP最小系统、32位嵌入式系统、CPLD最小系统、模拟PID控制电路智能芯片、智能电路或具有控制功能的电路，用于检测复合地板温度并通过电子开关控制电流，从而控制复合地板温度。

4.根据权利要求2所述的自主控温电加热复合地板，其特征是：所述测温元件的型号为DS18B20。

5.根据权利要求2所述的自主控温电加热复合地板，其特征是：所述电子开关为小型可控硅、场效应管、三极管、IGBT或小型继电器小型电子开关。

6.根据权利要求1所述的自主控温电加热复合地板，其特征是：所述电加热板为碳晶电加热板。

7.根据权利要求1所述的自主控温电加热复合地板，其特征是，所述主控制器的型号为STM32最小系统板。

8.根据权利要求1所述的自主控温电加热复合地板，其特征是，所述远程无线通信装置是GPRS、GSM、3G网络或4G网络远程无线通讯模块。

9.根据权利要求1所述的自主控温电加热复合地板，其特征是，所述手持监控设备为智能手机、平板电脑或PDA。