CN105509266A - 空调智能控制系统 - Google Patents

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黎浩荣
徐永凯
熊钧
张海洋
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杭州脉恩科技有限公司
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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/89Arrangement or mounting of control or safety devices

Abstract

本发明公开了一种空调智能控制系统,包括主控制器、传感器、输出模块和传输模块,传感器包括电参量检测模块、温度检测模块和湿度检测模块,电参量检测模块、温度检测模块、湿度检测模块分别与主控制器电连接或无线通讯连接,输出模块与主控制器通过电缆连接或无线传输通信连接,传输模块与主控制器电连接,主控制器包括节能控制模块、故障诊断模块、舒适度调整模块中的一个或多个。本发明可以实现对空调的有效智能控制,比如有效的节能控制或舒适度调整或及时发现空调故障、诊断故障原因并进行软修复。

Description

空调智能控制系统
技术领域
[0001]本发明涉及空调控制领域,尤其是指一种可以对空调进行节能控制、舒适度调整和故障诊断及修复的空调智能控制系统。
背景技术
[0002]国内空调存量市场巨大,智能空调更新速度慢,存量市场改造难度高,但用户对智能空调需求缺口很大,对空调智能控制有一定需求;空调能耗在社会总能耗中占比较大,尤其是电能使用成本较高的酒店、数据机房、网吧、冷库等建筑物室内和车辆等密闭环境,对空调省电(节能)需求巨大;空调检修服务在国内尚未形成标准,服务商服务水平参差不齐,空调保修维护市场较为混乱,用户对空调状态监控、空调故障检测有一定需求。综上,现有的空调不能有效的智能化控制、节能控制,且大多出现轻微故障时无法及时发现,往往在故障严重后直接停摆,用户对空调使用便利、舒适度和使用成本均较为敏感。
发明内容
[0003]为了解决现有的空调不能有效的进行节能控制、舒适度的调整和对故障的诊断修复的问题,本发明提出了一种空调智能控制系统,设置于空调外部的室内空间,通过有线或无线技术获取空调的状态参数,对空调进行节能控制或舒适度调整或针对空调出现的故障进行及时诊断和软修复。
[0004]本发明所采用的技术方案是:一种空调智能控制系统,包括主控制器、传感器、输出模块和传输模块,所述的传感器包括电参量检测模块、温度检测模块和湿度检测模块,电参量检测模块、温度检测模块、湿度检测模块分别与主控制器电连接或无线通讯连接,输出模块与主控制器电连接或无线通讯连接,传输模块与主控制器电连接,所述的主控制器包括节能控制模块、故障诊断模块、舒适度调节模块的一个或多个;所述的温度检测模块用于实时检测室内温度及空调风口的温度,并将检测数据传送至主控制器;所述的湿度检测模块用于实时检测室内湿度,并将检测数据传送至主控制器;所述的电参量检测模块用于实时检测空调的电流电压状态并将电参量数据传送至主控制器;所述的节能控制模块用于对主控制器接收到的各项检测数据进行分析处理,计算节能效率,提供节能控制的空调运行调整方案;所述的舒适度调节模块用于对主控制器接收到的各项检测数据进行分析处理,根据人体所需的舒适度要求或所处环境需要的舒适度要求,提供空调运行调整的方案;所述的故障诊断模块用于对主控制器接收到的各项检测数据进行分析处理,及时发现空调的故障,对故障原因进行诊断;所述的主控制器接收传感器传送来的各项检测数据,并对数据进行分析处理,根据节能控制模块、故障诊断模块、舒适度调节模块的分析计算生成控制指令发给输出模块;所述的输出模块用于向空调输出主控制器的控制指令以实现对空调运行参数的调整;所述的传输模块用于实现主控制器与云端服务器的通信连接。
[0005]作为优选,当主控制器含有故障诊断模块时,主控制器还包括故障软修复模块,所述的故障软修复模块用于故障诊断之后通过优化空调设定参数以修复或缓解空调故障。
[0006]作为优选,还包括指令输入模块和/或显示模块,所述的指令输入模块、显示模块分别与主控制器电连接或无线通讯连接。指令输入模块和显示模块可以是按键或声控输入设备和LCD显示屏的组合,也可以是触摸屏,也可以是红外接收模块(用于接收空调遥控器发出的指令),用于向主控制器输入指令等,并实时显示检测到的各种数据;使用者可以通过指令输入模块直接向主控制器输入需要调整的参数,以调整空调智能控制系统的运行参数,直接或间接对空调的参数进行控制调整。
[0007]作为优选,还包括报警模块,所述的报警模块与主控制器电连接或无线通讯连接,报警模块用于检测到空调运行异常后的及时报警。
[0008]作为优选,所述的传感器还包括光敏传感模块,所述的光敏传感模块与主控制器电连接或无线通讯连接。
[0009]作为优选,所述的传感器还包括空气质量检测模块,所述的空气质量检测模块与主控制器电连接或无线通讯连接。
[0010]作为优选,所述的传感器还包括声音检测模块,所述的声音检测模块与主控制器电连接或无线通讯连接。
[0011]作为优选,所述的传感器还包括热辐射传感模块,所述的热辐射传感模块与主控制器电连接或无线通讯连接。
[0012]作为优选,所述的主控制器还包括自检模块,所述的自检模块用于对整个空调智能控制系统的运行状态进行分析以发现是否存在故障的问题并及时报警。
[0013]作为优选,还包括GPS定位模块,所述的GPS定位模块与主控制器电连接或无线通讯连接。
[0014] 作为优选,还包括移动端,所述的移动端通过无线通讯与主控制器连接,移动端用于实现对主控制器的远程交互。
[0015]本发明的有益效果是:可广泛适用于分体式空调、风管机、窗式空调、中央空调、车载空调、地水源热栗等各种类型的空调,结构简单,安装方便,可以实现对空调的有效智能控制,比如有效的节能控制或舒适度调整,及时发现空调故障、诊断故障原因并进行软修复。
附图说明
[0016]图1是本发明的一种结构框图。
[00Π]图中,1-主控制器,2-传感器,3-输出模块,4-传输模块,5-指令输出模块,6-显不模块,7-存储模块,8-报警模块,9-GPS定位模块,11-节能控制模块,12-舒适度调节模块,13-故障诊断模块,14-故障软修复模块,15-自检模块,21-电参量检测模块,22-温度检测模块,23-湿度检测模块,24-空气质量检测模块,25-光敏传感模块,26-声音检测模块。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0019] 实施例1
如图1所示,一种空调智能控制系统,包括主控制器1、传感器2、输出模块3、传输模块4、指令输入模块5、显示模块6、存储模块7、报警模块8和GPS定位模块9,传感器包括电参量检测模块21、温度检测模块22、湿度检测模块23、光敏传感模块25、声音检测模块26、热辐射传感模块和空气质量检测模块24,主控制器包括自检模块15、节能控制模块11、舒适度调节模块12、故障诊断模块13和故障软修复模块14,故障诊断模块13和故障软修复模块14连接,指令输入模块、显示模块、GPS定位模块、电参量检测模块、温度检测模块、湿度检测模块、光敏传感模块、热辐射传感模块、声音检测模块和空气质量检测模块分别与主控制器电连接或无线通讯连接,输出模块、存储模块、报警模块分别与主控制器电连接。
[0020]传感器与主控制器之间可以是直接电连接,也可是无线通讯连接。电参量检测模块用于检测空调的电压、电流、功率、电能等多种电参量并传送至主控制器;温度检测模块用于检测实时室内外的温度及空调进风口、回风口的温度,并将检测数据传送至主控制器;湿度检测模块用于检测实时室内湿度,并将检测数据传送至主控制器;光敏传感模块用于检测实时室内光强度,并将检测数据传送至主控制器,而主控制器根据实时光强度可以获知是否室内人员处于睡眠状态或无人状态而对空调进行有效的节能控制;声音检测模块检测室内的声音以获知是否室内人员处于睡眠状态或无人状态而对空调进行有效的节能控制;空气质量检测模块用于检测实时室内的空气状况,如甲醛、PVOC、PM2.5、CO2等浓度,并将检测数据传送至主控制器;热辐射传感模块用于检测实时的太阳光的热辐射强度,并将检测数据传送至主控制器。
[0021 ]主控制器接收传感器传送来的各项检测数据,并对数据进行分析处理,生成控制指令发给输出模块。主控制器内置含有空调正常运行数据的数据库,也可通过传输模块从云端服务器调取含有空调正常运行数据的数据库,以供与传感器传送来的各项检测数据进行对比;主控制器还可调取网络采集的数据,如实时的室外温度、湿度、辐射程度等,以供节能控制、舒适度调整、故障诊断时的参考。
[0022]节能控制模块用于对主控制器接收到的各项检测数据进行分析处理,向主控制器提供节能控制的空调运行数据调整方案。必要时,节能控制模块对数据进行分析处理时,可以不限于传感器检测的数据,还可以调用空调正常数据以及主控制器从云端网络调取的数据、存储器储存的历史数据等共同分析空调的运行状态。最终,节能控制模块计算得出当前空调节省能耗的最优化运行方案,如合理设定温度、风向、风速等,使能耗最小,将生成的控制指令通过传输模块发送给空调以进行调整。
[0023]故障诊断模块用于对主控制器接收到的各项检测数据进行分析处理,及时发现空调的故障,并对故障原因进行诊断。具体的,关于空调的故障主要包括如下几类:空调的安装调试不当造成的故障,如空调回风短路、空调充氟过多或过少等;空调的选型不当,如负荷不匹配;空调的自身故障,如蒸发器、冷凝器堵塞以及空调器自身传感器的故障等。
[0024]故障软修复模块用于故障诊断之后通过优化空调设定参数以修复或缓解空调故障。空调故障有的如空调本身故障是必须要专人维修的,但可以通过软修复达到短期内仍能有效使用;而安装调试不当、选型不当的,可以通过软修复达到正常的工作状态,即通过调整设定温度、风向、风速等运行参数,使空调存在的故障得以修复或缓解。
[0025]舒适度调节模块用于对主控制器接收到的各项检测数据进行分析处理,根据人体所需的舒适度要求或所处环境需要的舒适度要求,对空调做运行参数的调整。这里,人体所需的舒适度要求是指根据季节时令、日夜时刻等变化后人体的舒适度需要,所处环境需要的舒适度要求是指处于数据机房、网吧、冷库等特殊环境内时所处环境因含有较多电子设备、医疗设备、动植物微生物等时需要的特殊舒适度需要。必要时,舒适度调节模块对数据进行分析处理时,可以不限于传感器检测的数据,还可以调用空调正常数据以及主控制器从云端网络调取的数据、存储器储存的历史数据等共同分析空调的运行状态。最终,舒适度调节模块计算得出当前空调达到最佳舒适度的最优化运行方案,如合理设定温度、风向、风速等,使人体或室内设备的舒适度最佳,将生成的控制指令通过传输模块发送给空调以进行调整。比如,跟随室外天气和温度的变化,及时自动调整空调的运行参数,不需要人工调整;又如,根据使用者的习惯或机房、冷库内各种物品的工作特征和动态环境需求,预先设定或自学习温湿度调节方案,避免人工多次调整。
[0026]自检模块用于对整个空调智能控制系统的运行状态进行分析以发现是否存在故障的问题并及时报警,比如传感器内各个检测模块的运行问题,是否检测不正常,又比如指令输入模块、显示模块等是否存在故障等。
[0027]输出模块可以通过直接电缆连接、红外通信、蓝牙、WIFI等一种或多种手段将主控制器生成的控制指令发送给受控的空调,以实现对空调的智能控制。比如采用红外遥控方式,在主控器上设置红外接收器和红外发射器,红外接收器用于接收空调的红外信号,学习空调器红外线编码信息,并将学习到的红外编码信息存储到主控制器中,而主控制器生成控制命令后编码成红外信号通过红外发射器发出。
[0028]传输模块可以直接的线缆连接或无线通讯连接,也可以借助网关、中继器、路由器等进行转接,实现与云端服务器的通信。
[0029]存储模块用于存储主控制器接收到的电参量、温度、湿度、光强度、空气质量等多种参数及主控制器从云端网络调取的数据等。
[0030]指令输入模块、显示模块可以单一存在,也可组合方式存在。指令输入模块、显示模块是按键或声控输入设备和LCD显示屏的组合,也可以是触摸屏,也可以是红外接收模块(用于接收空调遥控器发出的指令),用于向主控制器输入指令等,并实时显示检测到的各种数据;使用者可以通过指令输入模块直接向主控制器输入需要调整的参数,以调整空调智能控制系统的运行参数,直接或间接对空调的参数进行控制调整。
[0031] GPS定位模块用于整个系统的定位跟踪,以显示系统的方位,便于有需要时查找位置并给与协助维护。
[0032]当检测到的数据存在明显异常或检测不到数据时,报警模块在主控制器的控制下会自动发出声信号或光信号或声光结合的报警,并会通过短信、微信的形式告知空调的操控者;当人机交互模块输入的数据明显不符合空调运行要求或优化运行要求时,报警模块在主控制器的控制下会自动发出声信号或光信号或声光结合的报警,并会通过短信、微信的形式告知空调的操控者。
[0033]另外,本发明还包括移动端,移动端通过无线通讯与主控制器连接,可用于实现手持的移动端对主控制器的远程遥控和信息读写。
[0034] 本发明可广泛适用于分体式空调、风管机、窗式空调、中央空调、车载空调、地水源热栗等各种类型的空调。
[0035] 实施例2
实施例2中的主控制器只包含节能控制模块,其他和实施例1相同。节能控制模块用于对主控制器接收到的空调检测数据进行分析处理,自动向主控制器提供节能控制的空调运行数据调整方案。必要时,节能控制模块对数据进行分析处理时,可以不限于传感器检测的数据,还可以调用空调正常数据以及主控制器从云端网络调取的数据、存储器储存的历史数据等共同分析空调的运行状态。最终,节能控制模块计算得出当前空调节省能耗的最优化运行方案,如合理设定温度、风向、风速等,使能耗最小,将生成的控制指令通过传输模块发送给空调以进行调整。
[0036] 实施例3
实施例3中的主控制器只包含舒适度调节模块,其他和实施例1相同。舒适度调节模块用于对主控制器接收到的各项检测数据进行分析处理,根据人体所需的舒适度要求或所处环境需要的舒适度要求,对空调做运行参数的调整。这里,人体所需的舒适度要求是指根据季节时令、日夜时刻等变化后人体的舒适度需要,所处环境需要的舒适度要求是指处于数据机房、网吧、冷库等特殊环境内时所处环境因含有较多电子设备、医疗设备、动植物微生物等时需要的特殊舒适度需要。必要时,舒适度调节模块对数据进行分析处理时,可以不限于传感器检测的数据,还可以调用空调正常数据以及主控制器从云端网络调取的数据、存储器储存的历史数据等共同分析空调的运行状态。最终,舒适度调节模块计算得出当前空调达到最佳舒适度的最优化运行方案,如合理设定温度、风向、风速等,使人体或室内设备的舒适度最佳,将生成的控制指令通过传输模块发送给空调以进行调整。比如,跟随室外天气和温度的变化,及时自动调整空调的运行参数,不需要人工调整;又如,根据使用者的习惯或机房、冷库内各种物品的工作特征和动态环境需求,预先设定或自学习温湿度调节方案,避免人工多次调整。
[0037] 实施例4
实施例4中的主控制器只包含故障诊断模块,其他和实施例1相同。故障诊断模块用于对主控制器接收到的各项检测数据进行分析处理,及时发现空调的故障,并对故障原因进行诊断。具体的,关于空调的故障主要包括如下几类:空调的安装调试不当造成的故障,如空调回风短路、空调充氟过多或过少等;空调的选型不当,如负荷不匹配;空调的自身故障,如蒸发器、冷凝器堵塞以及空调器自身传感器的故障等。
[0038] 实施例5
实施例5在实施例4的基础上增加故障软修复模块。空调故障有的如空调本身故障是必须要专人维修的,但可以通过软修复达到短期内仍能有效使用;而安装调试不当、选型不当的,可以通过软修复达到正常的工作状态,即通过调整设定温度、风向、风速等运行参数,使空调存在的故障得以修复或缓解。
[0039] 实施例6
实施例6是在实施例2、实施例3、实施例4或实施例5的基础上主控制器增加自检模块。自检模块用于对整个空调智能控制系统的运行状态进行分析以发现是否存在故障的问题并及时报警,比如传感器内各个检测模块的运行问题,是否检测不正常,又比如指令输入模块、显示模块等是否存在故障等。
[0040]以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种空调智能控制系统,其特征在于:包括主控制器、传感器、输出模块和传输模块,所述的传感器包括电参量检测模块、温度检测模块和湿度检测模块,电参量检测模块、温度检测模块、湿度检测模块分别与主控制器电连接或无线通讯连接,输出模块与主控制器电连接或无线通讯连接,传输模块与主控制器电连接,所述的主控制器包括节能控制模块、故障诊断模块、舒适度调节模块的一个或多个; 所述的温度检测模块用于实时检测室内温度及空调风口的温度,并将检测数据传送至主控制器;所述的湿度检测模块用于实时检测室内湿度,并将检测数据传送至主控制器;所述的电参量检测模块用于实时检测空调的电流电压状态并将电参量数据传送至主控制器; 所述的节能控制模块用于对主控制器接收到的各项检测数据进行分析处理,计算节能效率,提供节能控制的空调运行调整方案;所述的舒适度调节模块用于对主控制器接收到的各项检测数据进行分析处理,根据人体所需的舒适度要求或所处环境需要的舒适度要求,提供空调运行调整的方案;所述的故障诊断模块用于对主控制器接收到的各项检测数据进行分析处理,及时发现空调的故障,对故障原因进行诊断; 所述的主控制器接收传感器传送来的各项检测数据,并对数据进行分析处理,根据节能控制模块、故障诊断模块、舒适度调节模块的分析计算生成控制指令发给输出模块; 所述的输出模块用于向空调输出主控制器的控制指令以实现对空调运行参数的调整; 所述的传输模块用于实现主控制器与云端服务器的通信连接。
2.根据权利要求1所述的空调智能控制系统,其特征在于:当主控制器含有故障诊断模块时,主控制器还包括故障软修复模块,所述的故障软修复模块用于故障诊断之后通过优化空调设定参数以修复或缓解空调故障。
3.根据权利要求1或2所述的空调智能控制系统,其特征在于:还包括指令输入模块和/或显示模块,所述的指令输入模块、显示模块分别与主控制器电连接或无线通讯连接。
4.根据权利要求1或2所述的空调智能控制系统,其特征在于:还包括报警模块,所述的报警模块与主控制器电连接或无线通讯连接,报警模块用于检测到空调运行异常后的及时报警。
5.根据权利要求1或2所述的空调智能控制系统,其特征在于:所述的传感器还包括光敏传感模块,所述的光敏传感模块与主控制器电连接或无线通讯连接。
6.根据权利要求1或2所述的空调智能控制系统,其特征在于:所述的传感器还包括空气质量检测模块,所述的空气质量检测模块与主控制器电连接或无线通讯连接。
7.根据权利要求1或2所述的空调智能控制系统,其特征在于:还包括移动端,所述的移动端通过无线通讯与主控制器连接,移动端用于实现与主控制器的远程交互。
8.根据权利要求1或2所述的空调智能控制系统,其特征在于:所述的主控制器还包括自检模块,所述的自检模块用于对传感器的检测数据和空调智能控制系统的运行数据进行分析以发现空调智能控制系统自身的问题并及时报警。
9.根据权利要求1或2所述的空调智能控制系统,其特征在于:所述的传感器还包括声音检测模块,所述的声音检测模块与主控制器电连接或无线通讯连接。
10.根据权利要求1或2所述的空调智能控制系统,其特征在于:还包括GPS定位模块,所述的GPS定位模块与主控制器电连接或无线通讯连接。
11.根据权利要求1或2所述的空调智能控制系统,其特征在于:所述的传感器还包括热辐射传感模块,所述的热辐射传感模块与主控制器电连接或无线通讯连接。
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