CN1758234A - 一种基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统 - Google Patents

Abstract

一种基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统，包括带有485总线转换接口的计算机、带有485总线接口的网络空调器以及连接所述计算机与所述空调器的485总线，所述485总线转换接口是232转485的转换接口，或USB转485的转换接口。该系统对于在一定区域内安装的所有空调器，由计算机通过485总线可以对所有的连接到该总线上的空调器进行集中控制，也可以分别对其中的某一组，或某一台进行单独的控制，经过授权，空调器使用现场可以对空调器进行控制，若不经过授权，则现场就不能控制空调器。为提高总线的带载数量，可以根据需要对总线加总线驱动；或者一台计算机使用多个通讯端口，各端口分别带一条485总线。

Description

一种基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统

技术领域

本发明涉及一种基于计算机控制的集中式网络化空调控制硬件系统，具体涉及一种用于对在一个处于相对比较集中而又分布于不同空间位置的多台空调器使用计算机进行集中控制的控制系统。

背景技术

现在对于一个医院、商场、机关大楼等地点，大部分都安装有空调器，每台空调器均需要分别控制，不能实现统一的管理和监控，造成人力物力的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种可以实现对处于相对比较集中而又分布于不同空间位置的多台空调器使用计算机进行集中监控的控制系统。

本发明上述技术问题这样解决，构造一种基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统，包括带有485总线转换接口的计算机、带有485总线接口的网络空调器以及连接所述计算机与所述空调器的485总线，所述485总线转换接口是232转485的转换接口，或USB转485的转换接口。

在上述基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统中，一台所述计算机可以带一个485总线转换接口，但根据需要也可以带多个485总线转换接口。

在上述基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统中，所述485总线转换接口可以是一路485总线输出，也可以是多路485总线输出。

在上述基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统中，所述485总线可以是标准的485总线，也可以是422总线或其他非标的2芯总线。

在上述基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统中，所述485总线可以通过增加总线中继器扩展总线，扩展的结构可以是线形结构，也可以是树形结构。

在上述基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统中，所述中继器为485总线的扩展单元，中继器把与它相连的上一个485总线和下一个485总线信号进行隔离并转发。

实施本发明提供的基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统，可以对在一定区域内安装的所有空调器，由计算机通过485总线可以对所有的连接到该总线上的空调器进行集中控制，也可以分别对其中的某一组，或某一台进行单独的控制，经过授权，空调器使用现场可以对空调器进行控制，若不经过授权，则现场就不能控制空调器。为提高总线的带载数量，可以根据需要对总线加总线驱动；或者一台计算机使用多个通讯端口，各端口分别带一条485总线，从而大大增强了系统控制的灵活性。

附图说明

图1为本发明基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统第一实施例的结构示意图；

图2为本发明基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统第二实施例的结构示意图；

图3为本发明基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统第三实施例的结构示意图；

图4a及图4b、4c分别示出了485总线转换接口的工作原理图；

图5示出485总线接口电路的工作原理；

图6示出了空调控制单元的工作原理；

图7为本发明系统中控制软件的功能模块示意性框图。

具体实施方式

本发明系统的第一实施例如图1所示，在该基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统中，由计算机、网络空调器、总线中继器、通讯总线组成，总线为线形结构的带总线中继的可扩展总线。计算机和各个网络空调器之间用485总线进行连接，各个网络空调器分别带有485总线接口。计算机的USB口或232串行口经过一个485总线转换接口连接到485总线上，总线接口输入阻抗48kΩ，一条总线最多可以带128个负载，各负载串联连接。为了可以带更多的负载，我们把总线的最后一个负载更换为一个总线中继器A，这样中继器A最多又可以带128个负载，将最后一个负载更换为一个总线中继器B，以此类推，一条总线可以经过n次中继，可以最多连接127n+1个负载，理论上n可以为无穷大，实际上n的大小取决于总线通讯的最高速率，通讯速率越高n越大，反之n越小。

该系统的控制方案为：计算机为主控单元，各个空调器为从控单元。计算机和各个空调器单元之间按主从式半双工方式进行通讯。工作过程为：计算机向某个空调器单元发出控制或查询指令，各个空调器在安装时被设置互不相同的地址，计算机的指令带有地址，只有相应地址的空调器单元在收到指令后作出相应的响应并把相关的信息反馈给计算机，其他的空调器单元不作响应；各个总线中继器每次先把计算机的通讯信号并行向下转发，相当于转发器功能，之后把空调器单元的信号向上转发并最终转发给计算机；从而完成对空调器的控制及信息查询。

按照本发明第2实施例的一种基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统，由计算机、网络空调器、总线中继器、通讯总线组成，总线为树形结构的带总线中继的可扩展总线。计算机首先通过485总线转换接口连接到485总线上，通过总线和中继器A、中继器B、…、中继器n相连，各中继器是串联连接，最多可以带128个中继器；每个中继器带一个485总线，各个空调器串联连接与485总线上，每个中继器最多可带128台空调器。控制方式同方案1。上述实施例中可以嵌套第一实施例中的线形总线结构。

本发明第三实施例的基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统，如图3所示，由计算机、网络空调器、总线中继器、通讯总线组成，其计算机的485总线转换接口带有多路485总线输出，每路485总线可以带128台空调器，每路485总线可以嵌套方案1的线形结构总线，也可以嵌套方案2的树形结构总线。计算机首先通过485总线转换接口连接到各条485总线上，控制方式同第一实施例。

485总线转换接口的工作原理如图4a及图4b、4c所示。

图4a为232接口到485总线的转换接口框图，其工作原理为：232接口端口经过一个232/TTL逻辑电平转换电路，比如MAX202集成电路，将232的上行及下行数据信号电平、收发控制信号电平转换为TTL电平，然后经过一个隔离电路(可以是光耦或隔离变压器等)，去和一个485逻辑转换电路(比如集成电路MAX487)相连接，上行及下行数据线分别相连，收发控制信号线与485总线的收发控制端相连，控制485总线的接收与发送状态；隔离双路电源电路提供两个分别隔离的相互独立的供电电源。

图4b为USB到485的转换接口框图，其工作原理为：485接口端口与一个含USB接口的MCU控制芯片相连，由MCU完成USB信号的接受和发送；该MCU经过一个隔离电路(可以是光耦或隔离变压器等)，去和一个485逻辑转换电路(比如集成电路MAX487)相连接，发送下行数据并接受上行数据，同时控制485总线的接收与发送状态；MCU的作用为一方面通过USB接口接受计算机发出的高速数据流，并转化为低速的485总线数据流，另一方面接受485总线上的低速数据流，并转化为高速的USB总线数据流；隔离双路电源电路提供两个分别隔离的相互独立的供电电源。

图4c为一路232输入到多路485总线输出的转换接口框图，其单路的工作原理同图4a的一样，所不同的是：当带多路时其下行信号因驱动能力不足须加一个输出驱动电路，驱动的隔离电路并联的连接于驱动电路上；上行的信号因为多路输入，须在输入电路中加缓冲电路，避免多路输入时的相互影响，经过缓冲电路后汇总为一路输出连接到232/TTL逻辑转换电路的上行信号的输入端上，隔离的双路电源电路提供两个分别隔离的相互独立的供电电源。

485总线接口电路的工作原理如图5所示，485总线为一对差分总线，接口电路有很多成熟的集成电路(比如MAX487)可供使用，485总线接口集成电路有一个输入信号端、一个输出信号端、一个收发控制端，输入信号端接收下行数据并发送到485总线上，输出信号端将接受到的485总线上的数据发送给主控单元，收发控制端与主控单元的控制信号端相连，实现接口电路的收发控制。

空调控制单元的工作原理如图6所示，图中所示的显示电路1实现空调器的工作状态的显示，遥控接收电路1和按键扫描电路1实现空调器的人为控制，风向电机驱动1驱动空调的导风板的起停，室内/外风扇1控制室内风机、室外风机的开停，室内/外温度1检测室内的环境温度及室外的管温，室内管温1检测室内的管温，压机/四通阀1控制压缩机、四通阀的开停，485总线接口电路1实现空调器的网络连接；空调器通过485总线接收计算机发出的指令、执行指令并向计算机反馈空调器的当前的工作状态。

普通空调与网络空调的异同点：网络空调是在普通空调的基础上增加了网络控制功能，网络空调如果取消了网络功能就是普通空调；网络空调在功能上可以实现与计算机的远程通讯，接收并处理计算机发出的指令，向计算机反馈自身的工作状态信息，电路结构上多了一个485总线接口电路，可以方便地连接到485总线网络上。

控制软件的功能模块框图如图7所示，主要功能描述如下：主控程序模块实现控制软件运行时的初始化及人机接口的实现，并实现对各个子模块的有效调用；显示模块实现人性化的显示界面，实现对监控目标及其各种信息的有效图形化表达；分组控制模块实现对计算机所控制的所有的网络空调进行人为分组并进行记录、保存、修改、管理操作；功能设定模块实现对计算机所监控的特定对象(单台网络空调某组网络空调)的功能设定或工作状态信息查询；拥护处理模块实现用户的操作员管理，可以设定密码保护及普通操作员的某些功能的禁止操作；实时监控模块实现对计算机所监控的网络空调的实时监控，并对异常的信息进行告警；告警处理模块实现对告警的信息进行分类处理并显示；系统数据库实现对计算机所监控的所有网络空调的安装信息、分组信息、操作设定、告警信息及操作员的信息的保存；安装调试模块实现在计算机控制的集中式网络化空调控制系统安装调试阶段的系统快速测试及单机的快速调试。

Claims (6)

1、一种基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统，其特征在于，包括带有485总线转换接口的计算机、带有485总线接口的网络空调器以及连接所述计算机与所述空调器的485总线，所述485总线转换接口是232转485的转换接口，或USB转485的转换接口。

2、根据权利要求1所述基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统，其特征在于，一台所述计算机可以带一个485总线转换接口，但根据需要也可以带多个485总线转换接口。

3、根据权利要求1或2所述基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统，其特征在于，所述485总线转换接口可以是一路485总线输出，也可以是多路485总线输出。

4、根据权利要求3所述基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统，其特征在于，所述485总线可以是标准的485总线，也可以是422总线或其他非标的2芯总线。

5、根据权利要求3所述基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统，其特征在于，所述485总线可以通过增加总线中继器扩展总线，扩展的结构可以是线形结构，也可以是树形结构。

6、根据权利要求5所述基于计算机控制的集中式网络化空调控制系统，其特征在于，所述中继器为485总线的扩展单元，中继器把与它相连的上一个485总线和下一个485总线信号进行隔离并转发。

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