CN110543119A - 一种多功能的新型控制面板系统及控制方法 - Google Patents

一种多功能的新型控制面板系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多功能的新型控制面板系统,包括:单片机控制模块、通信与电源模块、显示模块、按键输入模块、内部温度检测模块、外部PT1000温度检测模块;单片机控制模块用于接收并发送指令;通信与电源模块用于提供电源,以及用于向与其通信连接的用电设备发送控制指令和接收状态信息;显示模块用于显示信息数据;按键输入模块用于通过按键输入信息数据;内部温度检测模块用于检测本地温度数据;外部温度检测模块用于检测其它被控制区域的温度数据;本发明通过温度检测模块对内部或外部温度进行检测判断,控制各用电设备,从而对各用电设备进行统一控制,进而实现节省成本,降低操作复杂性。

Description

一种多功能的新型控制面板系统及控制方法
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域,尤其涉及一种多功能的新型控制面板系统及控制方法。
背景技术
在现代化的KNX智能控制系统设计中,通常根据实际应用工程的需要,针对性地采用不同功能模块来进行集成。比如在一个工程里,有空调、地暖、风机盘管、新风系统以及灯光等设备需要进行控制,那么工程现场需要安装集成以下控制设备:空调控制面板、HVAC控制面板、地暖控制面板、新风控制面板、普通的按键面板。
现有的模块化集成方案,虽然在功能层面上满足实际应用的需求,但是缺点也是非常明显的:
(1)整个方案的造价成本高。由于不同功能模块成本是独立的,在进行整个核价的时候无法有效整合成本,相应的预算也会增加。
(2)整个方案的安装复杂。由于现有的面板功能单一,工程上需要集成多种面板,导致安装复杂度增加。并且控制面板多,需要占用更多的墙壁空间,使得安装不够简洁美观。
(3)整个方案所消耗的电量增加。多个控制设备的耗电量是单一设备的几倍。由于KNX系统总线同时可作通信与供电使用,对总线设备的电量消耗有所限制,所以现有的技术方案不利于设备的拓展。
发明内容
本发明提供了一种多功能的新型控制面板系统及控制方法,通过温度检测模块对内部温度进行检测判断,控制各用电设备,以解决现有技术中控制用电设备功能单一的技术问题,从而对各用电设备进行统一控制,进而实现节省成本,降低操作复杂性。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种多功能的新型控制面板系统,包括:单片机控制模块、通信与电源模块、显示模块、按键输入模块、内部温度检测模块、外部温度检测模块;
所述单片机控制模块用于接收并发送指令;所述通信与电源模块用于提供电源,以及用于向与其通信连接的用电设备发送控制指令和接收状态信息;所述显示模块用于显示信息数据;所述按键输入模块用于通过按键输入信息数据;所述内部温度检测模块用于检测本地温度数据;所述单片机控制模块分别与所述通信与电源模块、所述显示模块、所述按键输入模块、所述内部温度检测模块相连接。
作为优选方案,所述外部温度检测模块用于检测其它被控制区域的温度数据。
作为优选方案,所述外部温度检测模块为PT1000温度检测模块。
作为优选方案,所述用电设备包括:空调系统、地暖系统、HVAC系统、新风系统、灯光系统和窗帘系统。
作为优选方案,所述通信与电源模块与所述用电设备通过KNX总线连接。
作为优选方案,所述单片机控制模块包括含有M3内核的stm32单片机。
作为优选方案,所述显示模块为段式液晶屏。
本发明实施例还提供了一种多功能的新型控制面板控制方法,包括:
获取所述按键输入模块通过按键输入信息数据,并根据所述按键输入信息数据通过通信与电源模块控制空调系统执行相关指令;
获取所述内部温度检测模块检测得到的内部温度数据,并通过两点式算法计算得到地暖系统的阀门控制值,通过通信与电源模块向所述地暖系统发送相应的温度调节指令;
通过PI控制算法计算出HVAC系统的控制值,并根据HVAC系统预设的工作模式,结合所述内部温度数据通过通信与电源模块向所述HVAC系统发送相应的温度调节指令;
获取所述按键输入模块通过总线发送过来的PM2.5/CO2浓度值,通过通信与电源模块向所述新风系统发送相应的空气调节指令。
作为优选方案,所述控制空调系统执行相关指令,包括:控制空调的运行模式、温度设置和风速等级。
作为优选方案,所述按键输入信息数据包括:开关指令、调光指令、窗帘指令、场景指令和数据值。
相比于现有技术,本发明实施例具有如下有益效果:
本发明通过温度检测模块对内部或者外部温度进行检测判断,控制各用电设备,以解决现有技术中控制用电设备功能单一的技术问题,从而对各用电设备进行统一控制,进而实现节省成本,降低操作复杂性。
附图说明
图1:为本发明实施例中的多功能的新型控制面板系统的结构示意图;
图2:为本发明实施例中的单片机控制模块与按键输入模块的电路结构图;
图3:为本发明实施例中的通信与电源模块的电路结构图;
图4:为本发明实施例中的显示模块的电路结构图;
图5:为本发明实施例中的内部温度检测模块的电路结构图;
图6:为本发明实施例中的外部温度检测模块的电路结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参照图1,本发明优选实施例提供了一种多功能的新型控制面板系统,包括:单片机控制模块、通信与电源模块、显示模块、按键输入模块、内部温度检测模块、外部温度检测模块;
所述单片机控制模块用于接收并发送指令;所述通信与电源模块用于提供电源,以及用于向与其通信连接的用电设备发送控制指令和接收状态信息;所述显示模块用于显示信息数据;所述按键输入模块用于通过按键输入信息数据;所述内部温度检测模块用于检测本地温度数据;所述单片机控制模块分别与所述通信与电源模块、所述显示模块、所述按键输入模块、所述内部温度检测模块相连接。
在本实施例中,所述外部温度检测模块用于检测其它被控制区域的温度数据。在本实施例中,所述外部温度检测模块为PT1000温度检测模块。在本实施例中,所述用电设备包括:空调系统、地暖系统、HVAC系统、新风系统、灯光系统和窗帘系统。在本实施例中,所述通信与电源模块与所述用电设备通过KNX总线连接。在本实施例中,所述单片机控制模块包括含有M3内核的stm32单片机。在本实施例中,所述显示模块为段式液晶屏。
本发明实施例还提供了一种多功能的新型控制面板控制方法,包括:
获取所述按键输入模块通过按键输入信息数据,并根据所述按键输入信息数据通过通信与电源模块控制空调系统执行相关指令;在本实施例中,所述控制空调系统执行相关指令,包括:控制空调的运行模式、温度设置和风速等级。在本实施例中,所述按键输入信息数据包括:开关指令、调光指令、窗帘指令、场景指令和数据值。
获取所述内部温度检测模块检测得到的内部温度数据,并通过两点式算法计算得到地暖系统的阀门控制值,通过通信与电源模块向所述地暖系统发送相应的温度调节指令;
通过PI控制算法计算出HVAC系统的控制值,并根据HVAC系统预设的工作模式,结合所述内部温度数据通过通信与电源模块向所述HVAC系统发送相应的温度调节指令;
获取所述按键输入模块通过总线发送过来的PM2.5/CO2浓度值,通过通信与电源模块向所述新风系统发送相应的空气调节指令。
本发明将很好地把现有的集成方案的缺点进行改进,减少控制面板的数量、节省成本、降低系统的电量消耗,并针对实际应用场合提供一种多功能一体化的集成产品,既能作为普通家庭KNX智能控制系统的一个主要组成,又能满足高级酒店客房的智能化控制需求。是一种有别于现有常规应用理念的新型智能控制器。
下面结合具体实施例,对本发明进行详细说明。
本发明的智能控制器通过软件编写以及硬件设计,将多种控制面板的功能集于一体,以达到减少设备的安装数量、降低成本、降低能耗的目的。本发明的功能包含:(1)空调控制(2)地暖控制(3)HVAC控制(4)新风系统控制(5)普通按键面板功能。这5大块的功能由1个主控的MCU通过前后台工作机制进行处理。整个控制器的硬件方案架构如图1所示,本发明整体功耗<0.36W。
请参照图2-图6,单片机控制模块:采用M3内核的stm32,具有成本低、功耗低、资源多等特点。按键输入模块:按键采用了机械寿命长的轻触开关。通信与电源模块:采用安森美的NCN5121,此芯片方案即可实现本发明与KNX总线上其它产品通信,也可为本发明提供电能。通过EI B端子将本发明连接到KNX总线上,可以通过发送命令到KNX总线上,以达到控制其它设备的目的。此方案具有稳定性好、效率高、接线简单等优点。显示模块:显示屏选用段式液晶屏。段式液晶屏的背光采用低功耗、长寿命的LED灯。此显示方案具有成本低、功耗低、稳定性好、控制简单等特点。内部温度检测模块:内部温度采用高精度的NTC热敏电阻。NTC热敏电阻具有温度特性波动小、对各种温度变化响应快、功耗低等特点,可进行高灵敏度、高精度的检测。外部PT1000温度检测模块:采用三线制PT1000,具有功耗低、距离远、精度高、可消除线电阻等优点。当本发明没安装在所控制的区域时,可通过PT1000采集所控制区域的温度,以达到准确调节每个区域温度的目的。
在此硬件方案上实现了以下5大功能的控制:
(1)空调控制:提供对空调的运行模式、设置温度、风速等级的控制功能。通过操作不同的按键,发送相应的命令到KNX总线上,可达到控制总线上空调的开关、模式、风速。
(2)地暖控制:使用两点式算法进行计算。设置温度可通过按键改变,当前室内温度可通过温度传感器测量,使用两点式算法计算得出地暖阀门的控制值,然后通过KNX总线将控制发送给地暖执行器,以到达调节室内温度的效果。
(3)HVAC控制:支持切换加热/制冷控制,三档风速加自动档风速可调节,4种房间工作模式:舒适、待机、夜间和保护模式。温度设定值支持绝对和相对设置方式,及温度设定值可调范围设置。支持两点式和P I控制算法。通过控制算法计算出控制值,然后通过KNX总线将控制发送给风机盘管执行器,以到达调节室内温度的效果。
(4)新风系统控制:支持新风进风口和排风口同时配置。支持三档风速调节。可根据室内PM2.5或CO2浓度进行自动控制,此外还可设置场景功能。通过手动按键或者从外部接收到的PM2.5/CO2浓度,往KNX总线发送控制给新风执行器的命令,以到达调节室内空气质量的效果。
(5)普通按键面板的控制:支持开关、调光、窗帘、场景、值发送功能。ETS上位机可将按键配置为普通按键面板的控制,然后可通过操作按键发送KNX控制命令,以达到控制灯光、窗帘等设备。
本发明对于现有技术而言,具有的优点在于:
基于以上功能,可以通过上位机PC软件对所需要的功能进行灵活配置,可以通过不同的参数配置,实现“一控一”、“一控多”的应用需求,这样的灵活配置方式也能更方便施工现场,也节省了成本。
本发明的通过把实际应用的主要功能集成在一起,共用一套硬件平台,给客户带来了诸多优点:
降低产品设计方案的预算。由于只需要一个设备就能够实现原来需要5个独立模块的所有基础功能,而且各个功能的性能都一样能满足现有的大部分需求,因此能大大减少设备采购成本,降低工程预算。
布线简单方便,安装简单。由于所有功能都集成到一个产品里,因此只需要从总线(电源与通信都由总线提供)接到模块即可,不需要多个模块相互串接,简化了线路长度和布线复杂度。
降低能耗。使用本发明集成了多种产品的功能,使用单一产品即可实现多产品的功能,减少了产品的使用,从而大幅度的降低了能耗。因为KNX系统总线同时可作通信与供电使用,对总线设备的电量消耗有所限制,所以本发明有利于在总线上拓展更多的设备。
功能可通过PC上位机配置,灵活可靠。本产品的功能可满足大部分智能控制系统的功能需求。对于简单的控制系统,只需要用此设备就能满足空调、地暖、新风和灯光的所有控制需求。如果要应用在更多需求、更复杂的控制系统,则可以在PC上位机上配置为更为复杂的功能。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明,应当理解,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围。特别指出,对于本领域技术人员来说,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能的新型控制面板系统,其特征在于,包括:单片机控制模块、通信与电源模块、显示模块、按键输入模块、内部温度检测模块、外部温度检测模块;
所述单片机控制模块用于接收并发送指令;所述通信与电源模块用于提供电源,以及用于向与其通信连接的用电设备发送控制指令和接收状态信息;所述显示模块用于显示信息数据;所述按键输入模块用于通过按键输入信息数据;所述内部温度检测模块用于检测本地温度数据;所述单片机控制模块分别与所述通信与电源模块、所述显示模块、所述按键输入模块、所述内部温度检测模块相连接。
2.如权利要求1所述的多功能的新型控制面板系统,其特征在于,所述外部温度检测模块用于检测其它被控制区域的温度数据。
3.如权利要求2所述的多功能的新型控制面板系统,其特征在于,所述外部温度检测模块为PT1000温度检测模块。
4.如权利要求2所述的多功能的新型控制面板系统,其特征在于,所述用电设备包括:空调系统、地暖系统、HVAC系统、新风系统、灯光系统和窗帘系统。
5.如权利要求1所述的多功能的新型控制面板系统,其特征在于,所述通信与电源模块与所述用电设备通过KNX总线连接。
6.如权利要求1所述的多功能的新型控制面板系统,其特征在于,所述单片机控制模块包括含有M3内核的stm32单片机。
7.如权利要求1所述的多功能的新型控制面板系统,其特征在于,所述显示模块为段式液晶屏。
8.一种基于权利要求4所述的多功能的新型控制面板系统的控制方法,其特征在于,包括:
获取所述按键输入模块通过按键输入信息数据,并根据所述按键输入信息数据通过通信与电源模块控制空调系统执行相关指令;
获取所述内部温度检测模块检测得到的内部温度数据,并通过两点式算法计算得到地暖系统的阀门控制值,通过通信与电源模块向所述地暖系统发送相应的温度调节指令;
通过PI控制算法计算出HVAC系统的控制值,并根据HVAC系统预设的工作模式,结合所述内部温度数据通过通信与电源模块向所述HVAC系统发送相应的温度调节指令;
获取所述按键输入模块通过总线发送过来的PM2.5/CO2浓度值,通过通信与电源模块向所述新风系统发送相应的空气调节指令。
9.如权利要求8所述的多功能的新型控制面板控制方法,其特征在于,所述控制空调系统执行相关指令,包括:控制空调的运行模式、温度设置和风速等级。
10.如权利要求8所述的多功能的新型控制面板控制方法,其特征在于,所述按键输入信息数据包括:开关指令、调光指令、窗帘指令、场景指令和数据值。
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