CN105299838A - 中央空调的温度控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种中央空调的温度控制系统和方法。所述系统包括：至少一个温湿度采集器，所述温湿度采集器用于采集器所属区域的温度、湿度数据，并将采集到的所属区域的温度、湿度数据发送至中央空调控制器；中央空调控制器具有无线收发功能，用于接收所述温湿度采集器采集到的温度、湿度数据，对所述温度、湿度数据进行模糊处理，并根据所述模糊处理的结果控制各个区域的通风管道的阀门控制器；至少一个阀门控制器，与所述中央空调控制器相连接，用于根据所述中央空调控制器的指令控制其所属区域的出风口的阀门开合度。本发明实施例提供的中央空调的温度控制系统及方法实现了对室内温度的闭环控制。

Description

中央空调的温度控制系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及中央空调的温度控制技术领域，尤其涉及一种中央空调的温度控制系统及方法。

背景技术

随着中央空调和智能技术的飞速发展，人们对设备的要求越来越高。而空调作为制冷和送暖的一种电器设备，往往并不那么的智能化。特别是对于商场、体育馆、候车厅、展会馆等大空间区域，由于所处区域和所处环境的差异，经常会出现忽冷忽热，制冷不均匀，让人感觉不舒服的现象。这主要源于中央空调设计时大多数考虑的是开环控制和垂直方向上的温度梯度的变化，并且采用统一制冷的方式，对于水平方向上温度的闭环控制很少考虑。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例提出一种中央空调的温度控制系统及方法，以实现对室内温度、湿度的闭环控制。

一方面，本发明实施例提供了一种中央空调的温度控制系统，所述系统包括：

至少一个温湿度采集器，所述温湿度采集器用于采集器所属区域的温度、湿度数据，并将采集到的所属区域的温度、湿度数据发送至中央空调控制器；

中央空调控制器，其与所述温湿度采集器相连接，用于接收所述温湿度采集器采集到的温度、湿度数据，对所述温度、湿度数据进行模糊处理，并根据所述模糊处理的结果控制各个区域的通风管道的阀门控制器；

至少一个阀门控制器，与所述中央空调控制器相连接，用于根据所述中央空调控制器的指令控制其所属区域的出风口的阀门开合度。

另一方面，本发明实施例还提供了一种中央空调的温度控制方法，所述方法包括：

中央空调控制器接收配置在不同区域的温湿度采集器上传的温度、湿度数据；

所述中央空调控制器对所述温度、湿度数据进行模糊算法处理；

所述中央空调控制器根据所述模糊算法处理的结果相各个区域的阀门控制器发送控制指令，以控制各个区域的空调出风口的开合度。

本发明实施例提供的中央空调的温度控制系统及方法，通过对室内空间进行分区，在不同的区域内布置用于采集温度、湿度数据的温湿度采集器，及用于调整出风口的阀门开合度的阀门控制器，以及根据温湿度采集器上传的温度、湿度数据对所述阀门控制器发出控制指令的中央空调控制器，实现了对室内温度的闭环控制。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明第一实施例提供的中央空调的温度控制系统的结构图；

图2是本发明第二实施例提供的中央空调的温度控制系统的温湿度采集器的电路结构框图；

图3是本发明第三实施例提供的中央空调的温度控制系统的中央空调控制器的电路结构框图；

图4是本发明第四实施例提供的中央空调的温度控制方法的流程图；

图5是本发明第五实施例提供的中央空调的温度控制方法的流程图；

图6是本发明第六实施例提供的中央空调的温度控制方法中模糊处理的流程图；

图7是本发明第七实施例提供的中央空调的温度控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

第一实施例

本实施例提供了中央空调的温度控制系统的一种技术方案。在该技术方案中，室内空间被划分为不同的温控区域，并在在每个区域中分别配置温湿度采集器及阀门控制器，以实现对各个区域的温度、湿度的闭环控制。

参见图1，所述中央空调的温度控制系统包括：一个中央空调控制器11、至少一个温湿度采集器12以及至少一个阀门控制器13。

所述中央空调控制器11是所述中央空调的温度控制系统的中央控制组件。所述中央空调控制器11接收由不同的温湿度采集器上传的温度、湿度数据，对所述温度、湿度数据进行模糊算法的处理，最后将上述处理的结果发送至对应区域所述阀门控制器，以控制各个区域出风口的出风量，达到对各个区域的温度、湿度进行闭环控制的目的。

所述中央空调控制器11通过RS485总线与各个区域的阀门控制器之间保持通信连接。所述中央空调控制器11还通过ZigBee无线通信协议与一个无线路由器14相连接，并通过所述无线路由器14与各个区域的温湿度采集器12保持通信连接。

所述中央空调控制器11对各个温湿度采集器12上传的温度、湿度数据进行模糊算法处理，以得到对出风口的出风量进行控制的控制指令参数。具体的，所述中央空调控制器首先对接收到的温度、湿度数据进行模糊化处理，然后根据预设的规则库进行模糊推理，最后对模糊推理的结果进行反模糊化。这样，达到了对整个室内空间的各个水平区域进行分别的闭环控制的目的。

所述温湿度采集器12内部设置有不同的温度和湿度传感器，能够感应器所属区域的实时温度及湿度参数。对上述参数进行感应之后，经过自身的控制电路的处理，所述温湿度采集器12能够通过无线通信协议将上述温度及湿度参数上传，作为对相应区域的出风量进行控制的基础数据。进一步的，所述无线通信协议是ZigBee通信协议。

所述温湿度采集器12一般安装在其所属区域送风口水平位置的1公分的位置，实现分区域的温度、湿度数据采集。

所述温湿度采集器12通过所述无线路由器14与所述中央空调控制器之间保持通信连接。通过所述无线路由器14，各个区域的温湿度采集器12能够自发形成用于温度及湿度数据检测的自组织网络，从而实现对室内不同区域的温度、湿度数据的实时检测、实时上传。

所述阀门控制器13用于根据所述中央空调控制器下发的控制指令对其所属区域的出风口的开合度进行控制。具体的，所述阀门控制器13对所述出风口的开合度分为5个级别进行控制。这5个级别分别是：完全关闭、1/4打开、1/2打开、3/4打开以及完全打开。这五个级别分别对应于所述中央空调控制器下发的5种模糊条件语句形式的控制指令。这5个控制指令分别是{负大、负小、零、正小、正大}，它们也可以用如下的英文缩写表示{NM、NS、ZE、PS、PM}。

所述阀门控制器13通过RS485总线15与所述中央空调控制器11之间保持通信连接。连接在所述阀门控制器13与所述中央空调控制器11之间的所述RS485总线15主要用于所述阀门控制器13接收来自所述中央空调控制器11的控制指令。

进一步的，所述中央空调的温度控制系统还包括各个区域的风量调节器16。所述风量调节器16主要用于对各个区域出风量的二级控制。具体的，安装在所述风量调节器16上的风量传感器采集风道中的实时风量值，由风量调节器对风量的变化值进行处理，实现对出风口风量的精细控制。

本实施例提供的中央空调的温度控制系统大空间分区域的自适应温湿度调节，安装部署方便，更加节能，操作简便，适用于不同类型的大空间公共建筑。

第二实施例

本实施例以本发明上述实施例为基础，进一步的提供了所述中央空调的温度控制系统中温湿度采集器的一种技术方案。参见图2，在该技术方案中，所述温湿度采集器包括：温湿度传感电路21、ZigBee无线收发电路22、LED显示电路23、按键电路24以及MCU电路25。

所述温湿度传感电路21用于感应所述温湿度传感器所属区域的事实温度及湿度参数。一般来说，所述温湿度传感电路21配备有各种温度及湿度传感器，来感应环境的温度及湿度参数。

所述ZigBee无线收发电路22实现了基于ZigBee协议的数据无线收发。实际应用中所述ZigBee无线收发电路22主要用于实时采集到的温度及湿度数据的实时上传。

所述LED显示电路23主要用于驱动所述温湿度采集器的LED显示模组。所述LED显示模组可以实时显示所述温湿度采集器的运行状态参数，以及其采集到的温度及湿度数据。

所述按键电路24能够接收用户通过所述温湿度采集器的控制面板上的输入按键输入的各种控制指令。例如，用户可以通过所述输入按键设定系统时间，调整数据发送间隔等控制参数。

所述MCU电路25与上述各个电路相互连接，用于对上述各个电路进行集中控制。

本实施例提供了所述温湿度传感器的一种的电路实现方式，实现了对各个区域的温度、湿度参数的实时采集、实时上传。

第三实施例

本实施例以本发明上述实施例为基础，进一步的提供了所述中央空调的温度控制系统中的中央空调控制器的一种技术方案。参见图3，在该技术方案中，所述中央空调控制器包括：ZigBee电路31、RS485接口电路32以及主控电路33。

所述ZigBee电路31是所述中央空调控制器的无线通信接口电路。在实际应用场景中，所述ZigBee电路31用于接收所述温湿度采集器上传的温度及湿度数据。

所述RS485接口电路32是所述中央空调控制器的有线通信接口电路。实际中，所述RS485接口电路用于向所述阀门控制器下发控制指令。

所述主控电路33与所述ZigBee电路31及所述RS485电路分别连接，是所述中央空调控制器的中央控制单元。所述ZigBee电路31及所述RS485电路在所述主控电路33的控制下执行数据收发。

本实施例提供了所述中央空调控制器的一种电路实现方式，实现了根据上传的温度及湿度数据对各个区域的出风量的实时、闭环控制。

第四实施例

本实施例提供了中央空调的温度控制方法的一种技术方案。在该技术方案中，所述中央空调的温度控制方法包括：中央空调控制器接收配置在不同区域的温湿度采集器上传的温度、湿度数据；所述中央空调控制器对所述温度、湿度数据进行模糊算法处理；所述中央空调控制器根据所述模糊算法处理的结果向各个区域的阀门控制器发送控制指令，以控制各个区域空调出风口的开合度。

参见图4，所述中央空调的温度控制方法包括：

S41，中央空调控制器接收配置在不同区域的温湿度采集器上传的温度、湿度数据。

将整个空间划分为不同的区域之后，在每个区域的出风口附近安装所述温湿度采集器。所述温湿度采集器能够实时采集器所属区域的温度、湿度数据，并实时的将温度、湿度数据上传至所述中央空调控制器。

所述中央空调控制器则接收不同的温湿度采集器上传的温度、湿度数据。具体的，所述中央空调控制器通过ZigBee无线通信接口接收各个温湿度采集器所上传的温度、湿度数据。

S42，所述中央空调控制器对所述温度、湿度数据进行模糊算法处理。

为实现温湿度数据的模糊控制，需要根据各区域温湿度的要求，设定不同的温湿度控制函数。然后，根据温湿度输入量，利用模糊控制器设定的模糊推理，整定出模糊参数。最后，结合输入量和模糊参数，计算输出量。

在进行输入和输出时，需要由内部的模糊控制器对这些数据进行模糊化处理。具体表现在，对于输入需要设计输入模块，按照模糊控制器输入变量的个数来区分模块控制器的维数。而纯粹的输入对控制器没有任何作用，需要对输入量进行模糊化。所谓的模糊化就是将数字表示形式的输入量转化为通常语言值表示的某一限定码的序数，每一个限定码表示论域内的一个模糊子集，并由隶属度函数来定义。对于输出控制量，也需要有输出模块，实现对输出模糊量的去模糊操作，将控制量清晰化。

S43，所述中央空调控制器根据所述模糊算法处理的结果向各个区域的阀门控制器发送控制指令，以控制各个区域的空调出风口的开合度。

经过对接收到的温度、湿度数据的模糊算法处理，所述中央空调控制器能计算出对各个区域的阀门控制器进行控制的控制量。此时，依据所述控制量向各个阀门控制器发送控制指令，控制各个区域的出风口的开合度，从而达到对各个区域的温度及湿度进行闭环控制的目的。

本实施例通过接收配置在不同区域的温湿度采集器上传的温度、湿度数据，对所述温度、湿度数据进行模糊算法处理，以及根据所述模糊算法处理的结果相各个区域的阀门控制器发送控制指令，实现了对各个区域的温度、湿度的闭环控制。

第五实施例

本实施例以本发明上述实施例为基础，进一步的提供了所述中央空调的温度控制方法的另一种技术方案。在该技术方案中，所述中央空调的温度控制方法还包括：风量调节器检测所属区域出风口的出风量；所述风量调节器根据所述出风量对所述区域的出风口的开合度进行精细调节。

参见图5，所述中央空调的温度控制方法包括：

S51，中央空调控制器接收配置在不同区域的温湿度采集器上传的温度、湿度数据。

S52，所述中央空调控制器对所述温度、湿度数据进行模糊算法处理。

S53，所述中央空调控制器根据所述模糊算法处理的结果向各个区域的阀门控制器发送控制指令，以控制各个区域的空调出风口的开合度。

S54，风量调节器检测所属区域的出风口的出风量。

所述风量调节器配备有风量传感器，能够检测器所属区域出风口的出风量。并且，该出风量参数是实时检测得到的结果，可以作为对出风量进行精细调节的依据。

S55，所述风量调节器根据所述出风量对所述区域的出风口的开合度进行精细调节。

具体的，所述风量调节器对出风口的开合度的控制可以是PID控制。

所述风量调节器对所述出风口开合度的控制，属于对出风量的二级控制。通过所述风量调节器的二级控制，能使得各个区域的出风量更加平稳，从而实现对不同区域的温湿度的智能控制。

本实施例通过利用风量调节器检测其所属区域的出风量，并根据所述出风量对所述区域的出风口开合度进行精细调节，实现了对各区域的温湿度的智能控制。

第六实施例

本实施例以本发明上述实施例为基础，进一步的提供了所述中央空调的温度控制方法中模糊处理的一种技术方案。在该技术方案中，所述中央空调控制器对所述温度、湿度数据进行模糊算法处理包括：所述中央空调控制器对所述温度、湿度数据进行模糊化；所述中央空调控制器根据预设规则库对所述模糊化的结果进行模糊推理；所述中央空调控制器对所述模糊推理的结果进行反模糊化。

参见图6，所述中央空调控制器对所述温度、湿度数据进行模糊算法处理包括：

S61，所述中央空调控制器对所述温度、湿度数据进行模糊化。

对所述温度、湿度数据进行的模糊化是根据预先设定的隶属度函数进行的模糊化。优选的，可以针对不同的区域设定不同的隶属度函数，从而执行对温度、湿度数据的模糊化。

S62，所述中央空调控制器根据预设规则库对所述模糊化的结果进行模糊推理。

在本实施例中，所述模糊推理是根据预设的规则库进行的。可以应用现有的模糊推理算法来进行模糊推理，本发明对此不作限制。

S63，所述中央空调控制器对所述模糊推理的结果进行反模糊化。

反模糊化也被称为去模糊化。所述反模糊化的目的在于生成能够应用于被控对象的控制量。

具体的，可以根据最大隶属度法、重心法，或者加权平均法进行反模糊化。

本实施例通过对所述温度、湿度数据进行模糊化，根据预设规则库对所述模糊化的结果进行模糊推理，以及对所述模糊推理的结果进行反模糊化，实现对于输入的温度、湿度参数的模糊算法处理，给出了对所述阀门控制器的控制量。

第七实施例

本实施例提供了所述中央空调的温度控制方法的另一种技术方案。

参见图7，所述中央空调的温度控制方法包括：

S701，温湿度采集器分区域进行温湿度数据采集。

S702，温湿度采集器判断是否有区域温湿度数据需要上传，若有，则执行S703，若无，等待数据采集的完成。

S703，温湿度采集器将温湿度数据传输至中央空调控制器。

具体的，所述温湿度数据通过无线通信协议ZigBee被传输至所述中央空调控制器。

S704，中央空调控制器对接收数据进行模糊算法处理。

S705，中央空调控制器判断所述模糊算法处理是否完成，若完成，执行S706，若未完成，等待数据处理的完成。

S706，中央空调控制器将控制指令传输至相应的阀门控制器。

S707，阀门控制器判断是否接收到所述控制指令，若接收到，执行S708，若未接收到，等待数据接收的完成。

S708，阀门控制器处理所述指令，控制阀门的开合度。

S709，风量调节器根据风量变化进行二级调节。

S710，相互固定的时间间隔，重复执行S701。

所述固定的时间间隔是10分钟。

本实施例通过温湿度采集器、中央空调控制器以及阀门控制器之间的数据和指令传输，实现了对室内温度湿度的实时采集，实时调节，也就是实现了对室内温度、湿度的自适应闭环控制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间的相同或相似的部分互相参见即可。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种中央空调的温度控制系统，其特征在于，包括：

至少一个温湿度采集器，所述温湿度采集器用于采集器所属区域的温度、湿度数据，并将采集到的所属区域的温度、湿度数据发送至中央空调控制器；

中央空调控制器具有无线收发功能，用于接收所述温湿度采集器采集到的温度、湿度数据，对所述温度、湿度数据进行模糊处理，并根据所述模糊处理的结果控制各个区域的通风管道的阀门控制器；

至少一个阀门控制器，与所述中央空调控制器相连接，用于根据所述中央空调控制器的指令控制其所属区域的出风口的阀门开合度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温湿度采集器通过ZigBee协议与路由器相连接，所述路由器与所述具有协调器功能的中央空调控制器相连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阀门控制器通过RS485协议与所述中央空调控制器相连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

至少一个风量调节器，所述风量调节器的数量与所述温湿度采集器及所述阀门控制器的数量相同，用于检测所属区域的出风口的出风量，并根据所述出风量对所述区域的出风口的开合度进行精细调节。

5.根据权利要求1至4任一所述的系统，其特征在于，所述温湿度采集器包括：

温湿度传感电路，用于感应所述温湿度采集器所属区域的温度、湿度数据；

ZigBee无线收发电路，用于控制所述温湿度采集器通过ZigBee协议的数据收发；

LED显示电路，用于控制所述温湿度采集器的LED显示器；

按键电路，用于接收用户通过按键输入的控制指令；以及

MCU电路，与所述温湿度传感电路、所述ZigBee无线收发电路、所述LED显示电路、所述按键电路相连接，用于对所述温湿度传感电路、所述ZigBee无线收发电路，所述LED显示电路及所述按键电路进行集中控制。

6.根据权利要求1至4任一所述的系统，其特征在于，所述中央空调控制器包括：

ZigBee电路，用于通过无线接口接收所述温湿度采集器发送的温度、湿度数据；

RS485接口电路，用于通过RS485接口向所述阀门控制器发送出风口的开合度控制指令；

主控电路，与所述ZigBee电路及RS485接口电路相连接，用于所述中央空调控制器的集中控制。

7.一种中央空调的温度控制方法，其特征在于，包括：

中央空调控制器接收配置在不同区域的温湿度采集器上传的温度、湿度数据；

所述中央空调控制器对所述温度、湿度数据进行模糊算法处理；

所述中央空调控制器根据所述模糊算法处理的结果向各个区域的阀门控制器发送控制指令，以控制空调各个区域出风口的开合度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述中央空调控制器对所述温度、湿度数据进行模糊算法处理包括：

所述中央空调控制器对所述温度、湿度数据进行模糊化；

所述中央空调控制器根据预设规则库对所述模糊化的结果进行模糊推理；

所述中央空调控制器对所述模糊推理的结果进行反模糊化。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

风量调节器检测所属区域的出风口的出风量；

所述风量调节器根据所述出风量对所述区域的出风口的开合度进行精细调节。