CN1877209A - 商用空调管理系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种商用空调管理系统及其控制方法，包括：依次连接的网络计算机、一个或一个以上服务器以及一个或一个以上空调器系统，该网络计算机通过Internet/Intranet与服务器相连，在所述的每个服务器与每个空调器系统之间设置网关，该服务器通过双绞线与网关相连，该网关通过双芯屏蔽线与空调器系统相连；该空调管理系统包括两个流程，即控制信息流程和监视信息流程，该控制信息流程为：服务器接收网络计算机传送的所有数据，服务器再将控制信号传送给网关，网关进行协议转换后将控制信息传送给空调器系统；其反方向为监视信息流程。

Description

商用空调管理系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种空调管理系统，特别是指一种商用空调管理系统。该商用空调管理系统适用于变频多联空调器及其他商用用途的空调器，可以实现对空调的大规模集中控制和实时监测，管理系统应用开放的通信协议(LONWORKS，TCP/IP等)，也可以作为子系统并入整座楼宇管理系统(BMS)。同时，本发明涉及一种用于该管理系统的控制方法。

背景技术

目前，现有的空调控制、管理系统，有中国专利申请，申请号：00100570.7，申请人：姚亦鸣，发明名称为“具有网络控制功能的空调装置控制器”，是一种具有网络控制功能的空调装置控制器，包括传感器、采样电路、计算机处理单元、控制电路、及执行机构，其特征是控制器具有一个与控制电路相连、外接网络的通讯接口。该通讯接口可以通过计算机与互联网连接，也可以通过内置或外置的调制解调器通过电话网与互联网连接。空调装置的运行数据和控制信号可以通过互联网进行传输，实现远程网络检测和控制，对空调用户提供及时大规模维修和调控。其不足之处是只能对空调器检测和控制，功能有限；而且未形成系统，不能对大范围、多台空调器进行控制。

在专利号：99124669.1的中国专利申请中公开了一种适用于某一区域所有家庭或商用空调器的集中控制及其显示监控的空调器集中控制的网络系统，主要技术特征是它包括若干台用户分机空调器，通过接口电路、通讯信道、转换接口发送控制命令控制若干台用户分机空调器的中央控制台，具有能将某一区域内的空调群集中控制及其显示监控，且容易操作、成本低、可维护方便等特点。在该技术方案中，其不足之处在于加入系统的每一套分支用户所需配备的附件过多，从中央控制平台、每一户分机都需要配备至少一套单片机、信号发送/接收、调制/解调、转换接口等等，在成本上并不低，加上设置过多的电路，维护起来并不方便，最关键的一点是该方案并没有真正体现集中控制的优点，各用户可以独立运行，所以，这种形式的集中控制只适合于小型的集中用户，对于，大型的商业用户，实现起来比较的困难。

在专利号为97181926.2的中国专利中公开了一种空调管理信息显示方法和空调管理装置，在使配置在楼层的各房间中的空调装置的动作状况数据在显示器上显示并集中管理这些空调装置的空调管理装置中，具有存储楼层的设计图像的图像存储单元、从图像存储单元存储的设计图像中抽出部分图像并将动作状况数据附加到该部分图像上而在显示器上进行显示的图像显示单元和使从设计图像中抽出部分图像的位置按房间为单位进行移动的抽出位置移动单元。虽然，该技术也体现了一种集中管理空调器的方法以及显示装置，但是，该技术方案主要是从集中显示方面着手，通过显示界面对管理装置进行控制，与本发明所要提出的发明目的、技术方案等有着明显的区别。

有鉴于上述现有技术的缺陷和不足，本发明的技术人员经过多次试验，终于研究出一款可以实现对空调的大规模集中控制和实时监测的商用空调器管理系统。

发明目的

本发明的第一目的在于提供一种采用自由拓扑结构，具有通信速度快，在空调的管理系统中应用了iLon100互联网服务器，通过该服务器可以采用以太网或电话电路进行远程管理空调系统的商用空调管理系统。

本发明的第二目的在于提供一种用于实现商用空调管理系统的管理系统控制方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种商用空调管理系统，包括：依次连接的网络计算机1、一个或一个以上服务器2以及一个或一个以上空调器系统3，该网络计算机1通过Internet/Intranet与服务器2相连，在所述的每个服务器2与每个空调器系统3之间设置网关4，该服务器2通过双绞线与网关4相连，该网关4通过双芯屏蔽线与空调器系统3相连；该空调管理系统包括两个流程，即控制信息流程和监视信息流程，该控制信息流程为：服务器2接收网络计算机1传送的所有数据，服务器2再将控制信号传送给网关4，网关4进行协议转换后将控制信息传送给空调器系统3；其反方向为监视信息流程。

为了完善上述技术方案，本发明进一步包括：该管理系统中为了方便布线采用以太网(Ethernet)技术，在网络计算机1与各服务器2之间设置一集线器5，该集线器5将各服务器2接入网络中，该网络计算机1通过IE本地/访问和管理服务器2。

该网关4与网关4之间、网关4与服务器2之间使用无极性的双绞通信线，采用自由拓扑方式进行连接，兼容总线形、星形、菊花链形；该网关4接有一可以采集单套空调系统的电量信号的第二脉冲数字电表B；或者，在该服务器2外接一对该服务器下所有空调器总电量进行计量的第一脉冲数字电表A，或者，同时在网关4设置第二脉冲数字电表B和在服务器2设置第一脉冲数字电表A。

该服务器2内置调制解调器，从外部通过公共电话线路访问该服务器，具有2路脉冲数字电表输入端口，具有火警信号2路数字量输入端口，以及2路数字量输出端口。

该空调器系统3包括空调器室内机31和空调器室外机32，该空调器室内机31通过双绞屏蔽线与空调器室外机32相连，该空调器室外机32/空调器室内机31通过双绞屏蔽线与网关4相连；该双绞屏蔽线为空调器系统3的通讯控制总线，室内机31、室外机32、网关4都连接到通讯控制总线上。

该空调器系统3增设一用于集中控制连接在同一通讯控制总线下的所有空调器的集中控制器6。

该空调器系统3的室内机31与室外机32之间使用2芯无极性的双绞屏蔽通信线，采用菊花链形连接方式进行连接。

该网络计算机1的输出端设置一用于将记录的数据打印成报表、表格、曲线等形式的打印机7；该网络计算机1通过Internet/Intranet/Lan与其他联网计算机或笔记本电脑或手机9相连，将数据信息传递给计算机或笔记本电脑或手机9；该网络计算机1与其他楼宇设备8通过Internet并入整个楼宇控制系统中。

一种用于实现上述的商用空调管理系统的控制方法，该控制方法包括控制信息流程和监视信息流程两个部分，该控制信息流程包括如下步骤：首先，安装本系统，然后，进行空调器系统及通讯控制总线上其它模块的通讯检测；接着，服务器2将来自网络计算机1的控制信号，采用高速的LonWorks协议传送给网关4，网关4进行协议转换后将控制信息传送给空调器系统或集中控制器，从而完成空调系统的具体控制功能；其反方向为监视信息流程。

在空调器系统的通讯检测中，具体步骤：该空调器系统3上电完成自检后，空调器系统3开始发竞争同时报指令，该集中控制器6、网关4根据空调器系统3传过来的开始竞争指令进行地址竞争，失败之后选择新的地址，直到总线上的空调器系统3、集中控制器6和网关4的地址完全竞争成功，然后空调器系统3发3次地址竞争成功确认信号，确认后退出地址竞争，进入正常的通讯，进行数据的传递和状态的改变。

该空调器系统的具体控制功能主要包括室内机与室外机之间数据的发送和接收：数据的发送：空调器系统的室外机主控板将数据加载到传输缓冲器Transmit Buffer中，检测是否有200ms的总线空闲，如果是，则开始发送数据，先发送开始位，再向通讯控制总线发送一位数据的同时要接收一位数据，当发送数据和接收数据相同时，继续发送，当发送与接收不一致时，则表明有一个室内机正向室外机发送数据，则停止发送数据，转为接收数据；当发送到停止位时，则所需发送的字节数Byte Counter减一，当发送完15个字节后，进入休止时间dummy，在这个时间将校验数据帧，当数据帧错误，则置信令没有应答NAK＝15H，当校验和正确时，则向内机发信令正确应答ACK＝06H，当发送的是同报数据，不需要接收ACK/NAK；数据的接收：打开外部中断1准备接收室外机807的同报数据，接收完数据之后，在休止时间dummy检测接收数据的正确性以及是否为同报数据，如果是同报数据的话，则不发送ACK/NAK信号，非同报数据，则地址相符的室内机发送ACK/NAK信号响应，室内机按照控制数据进行相应处理。

室内机在数据的接收步骤中，在判断是同报数据之后就往总线发送数据缓冲区内导入该室内机的数个报数据，同步之后开始竞争发送，竞争发送完毕，在休止时间dummy检测接收的数据的正确性；中途竞争失败，停止发送，转向接收数据，在休止时间dummy检测是否为本室内机发送的数据，不是的话，则停止TC4。

使用本发明的有益效果在于：1.给业主带来的好处：

A：使用空调管理系统，自动管理空调设备，降低空调使用费用。

通过空调管理系统，可以根据业主和租户的需求，自动设定空调开启关闭的时间、运行温度等，既满足使用者对环境舒适度的要求，又避免能源的浪费。

B：简单的设备装置，具有非常高的性价比。

在管理系统与各空调设备之间不需要昂贵的接口设备，降低用户的投资。

C：完善的管理功能，图形化的人机界面，操作简易。

通过管理系统，可以实现对空调设备运行状态的设定、监测；根据空调所在区域的使用特点，制定运转日程管理计划；自动记录运行数据，定期提供空调维护保养建议等。

基于WebAccess网际组态软件平台上开发的管理软件H-CACS，采用图标和菜单方式表示空调设备和可进行的操作，任何人都可以采用鼠标在一台普通的计算机上进行操作。

运行数据采用数据库方式管理，可以使用微软的EXCEL电子表格软件处理运行数据；可以出具日报表、月报表、年度报表，方便管理人员对大楼空调的管理。

D：周到的空调计费功能，便于控制电费开支。

采用先进的计费方式，具有自动抄表功能，在连接了脉冲式数字电表后，可以根据空调的实际运行情况，将空调设备总的运行电费进行合理的分摊，解决了以往人工抄表费时费力、按运行时间收费不合理的难题。可以打印各种报表，区分峰谷电价，对欠费用户的空调进行强制关机处理等。

E：具有互联网和远程访问功能，可以随时随地对空调进行管理。

在网关中内设置了互联网服务器和应用程序，通过以太网或内置的调制解调器，管理人员不仅可以在局域网任何一台计算机上访问管理系统，还可以使用微软InternetExplorer软件从远程通过互联网或公共电话线路访问系统，充分感受先进的信息技术带来的便利。

F：故障预报功能，使管理人员能够未雨绸缪，而且延长设备的使用寿命。

对空调可能出现的故障，采用声光报警、打印输出、电子邮件等多种型式提前预报，使空调由于故障突然停机的可能性减至最小。通过预警和及时处理，使空调始终处于最佳运转状态，有效延长空调的使用寿命。

2.给经销商、服务商、楼宇控制系统集成商带来的好处：

A：采用了开放的通信协议，为楼宇控制系统集成提供了便利。

管理系统采用了先进的以太网、LONWORKS等开放的通信协议，符合信息技术发展潮流，为与其他楼宇设备互联和日后的升级提供了便利。

B：更少的安装工作，更少的配线

在空调设备之间采用HOMEBUS总线，只使用2芯无极性的通信线，每台机器之间采用菊花链形接线方式，连接非常方便，简化了大楼内部的布线工作。

网关之间、网关与iLon100之间采用LONWORKS网络技术，也是只使用2芯无极性的通信线，接线采用自由拓扑方式，兼容总线形、星形、菊花链形，连接非常方便，更简化了大楼内部的布线工作。

C：层次化网络和模块式设计，使管理系统的可靠性更好，更易于维护。

空调设备中，每一台室外机与所连接的室内机构成底层HOMEBUS通信网络；室外机的网关之间，以及与互联网服务器iLon100构成LONWORKS通信网络。同一层网络中的节点出现故障后，所产生的影响都是局部的；同时网关等关键设备的设计也是模块化的，上述结构保证了可靠性，并且易于维护。

D：具有远程访问和在线升级功能，可以随时随地对管理系统进行维护。

在网关中内置了互联网服务器和应用程序，技术人员通过以太网或内置的调制解调器，从本地或局域网任何一台计算机上访问管理系统，对系统软件功能进行升级。

E：具有多种接口和应用程序，可与其他楼宇设备完美结合。

网关具有两路数字量输入，两路脉冲电表输入、两路数字量输出，可以接受火警信号，钥匙控制信号。内置日程管理、连锁控制等应用程序，可以根据业主、租户的使用要求，对空调进行灵活的设定。

附图说明

图1为空调管理系统示意图；

图2为空调管理系统的典型架构方框图；

图3为空调管理系统的完全架构方框图；

图4为小型收发器的节点图；

图5为自由拓扑FT3150收发器的各种布线设计；

图5a为一个终端总线拓扑图；图5b为两个终端总线拓扑图；图5c为星形拓扑图；

图5d为环形拓扑图；图5e为混合拓扑图；

图6为空调器室外机主控板的原理方框图；

图7a-1、图7a-2、图7b-1、图7b-2、图7c-1、图7c-2为空调器室外机主控板一实施例电路原理图；

图8a-图8c为空调管理系统网关电路原理图；

图9a-图9b为空调集中控制器原理图；

图10为集中控制器电源板电路原理图；

图11为空调管理系统数据收发流程图；

图12a、图12b为空调管理系统软件H-CACS人机操作界面。

具体实施方式

下面通过具体实施例加以附图对本发明进行详细说明。

如图1至图3所示，一种商用空调管理系统，包括：依次连接的网络计算机1、一个或一个以上服务器2以及一个或一个以上空调器系统3，该网络计算机1通过Internet/Intranet与服务器2相连，在所述的每个服务器2与每个空调器系统3之间设置网关4，该服务器2通过双绞线与网关4相连，该网关4通过双绞屏蔽线与空调器系统3相连，服务器2接收网络计算机1传送的所有数据，服务器2再将控制信号传送给网关4，网关4进行协议转换后将控制信息传送给空调器系统3。在网络计算机1与各服务器2之间设置一集线器5，该集线器5将各服务器2接入网络中，该网络计算机1通过IE本地/远程访问和管理服务器2。该空调器系统3增设一用于集中控制连接在同一通讯控制总线下的所有空调器的集中控制器6。该网络计算机1的输出端设置一用于将记录的数据打印成报表、表格、曲线等形式的打印机7。

空调的室内机与室外机通过HOMEBUS总线连接HNWG01网关实现通信协议的转换；HNWG01网关通过LONWORKS总线连接iLon100互联网服务器，采用自由拓扑结构等优点的LONWORKS协议；网络计算机与iLon100互联网服务器之间采用开放的TCP/IP(以太网)协议和具有通信速度快、自由拓扑结构等优点。

iLon100互联网服务器具有通过公共电话线访问、火警信号和电表脉冲信号的输入端口，多个iLon100互联网服务器形成以太网通过集线器接入互联网。

电脑与楼宇设备构成的以太网接入互联网，可以对256个管理点，包括室内机和室外机(主机、子机)进行管理；

当使用一只以上iLon100互联网服务器时，通过集线器连接iLon100互联网服务。

多路空调的室内机与室外机，采用HOMEBUS总线。通过网关实现通信协议的转换；网关之间，以及与iLon100之间采用LONWORKS网络。空调管理用电脑通过iLon100互联网服务器可以对256个管理点(包括室内机和室外机(主机、子机)进行管理。

管理系统组成部分的说明：

1.管理电脑配置：通用PC机，推荐的配置：奔腾4代处理器，256M内存，40G硬盘，CD-ROM光驱，19英寸CRT彩显，RS-232(COM口1个)，10Base/T网卡。

2.打印机：通用型喷墨或激光打印机，来记录报警、操作员的操作动作和系统记录。可以打印A4幅面。

3.网关：型号为HNWG01，由海尔空调电子有限公司出品。内置美国埃施朗公司3150智能收发器。

4.美国埃施朗公司，型号为iLon100的互联网服务器，采用开放的TCP/IP(以太网)协议和LONWORKS协议。内置调制解调器，从外部可以通过公共电话线路访问该服务器。具有火警信号等2路数字量输入端口；具有2路数字电表脉冲信号输入端口；具有两路数字量输出端口。

注：为防止意外停电导致运行数据丢失，需要配置不间断电源(UPS)，规格为：

容量：200-250W/20min，电压：220V，

控制信号：断电信号(来自UPS)、UPS关闭信号(发向UPS)

5.集线器(HUB)：4口以上通用以太网集线器(使用1只以上iLon100互联网服务器时使用)

6.数字电度表：带脉冲发生器累计电度表，输出脉冲单位为1脉冲/kWh的输出。脉冲宽度在40-400msec内。脉冲输出需用水银继电器，而且为无电压输出。

7.线缆规格：

A：室内机与室外机之间：采用双绞屏蔽线，芯线截面积为1-1.5mm²。

B：室外机之间以及与网关之间：采用双绞屏蔽线，芯线截面积为1-1.5mm²。

C：网关、iLon100互联网服务器与管理电脑及其他楼控设备：

LONWORKS：采用双绞线，芯线截面积为1-1.5mm²。

以太网网线：10Base/T线缆5类线。

软件功能说明：见附表一

该系统通过互联网实现管理功能，具有远程管理功能，可以对大范围多台空调器进行管理，管理功能完善、强大、适应性强。

附表一

软件功能一览表
									监测	控制	节能控制	显示	设定	计量	管理	记录	其他
空调运行状态监测	个别启停	未关机防止功能	管理点(室内机)一览表	室温设定	运转时间累计	日报、月报、年报制作	打印	互联网访问
									累计运转时间上限监测	成组启停	节能要求控制	控制组一览表	制冷制热模式设定	起停次数累计	空调计费、输出报表	磁盘拷贝	操作权限设定
连续运转时间上限监测	联动控制(与火警等信号联动)		履历显示(故障/状态/操作)	风量、摆风状态设定	制冷系统温度、压力监测	定期维护信息生成	数据库备份	在线升级
									启停次数上	日程管理(周、			遥控器操作权限	电流、电压监测

限监测	月、年度定时运转)			设定
									故障预报和报警	停电后再次来电控制				电力消耗监测
停电监测

实施例1

一种空调管理系统的示意图及典型架构，如图1和图2所示，由计算机1、打印机7、iLon100互联网服务器2、HNWG01网关4、第一脉冲数字电表A、空调器室外机31、空调器室内机32、以太网网线、HOMEBUS双绞屏蔽线构成；该网络计算机1通过Internet/Intranet/Lan与其他联网计算机或笔记本电脑或手机9相连，将数据信息传递给计算机或笔记本电脑或手机9。

空调器室外机31与室内机32、HNWG01网关4之间采用HOMEBUS通讯，室外机主控板将空调系统状态数据传送给HNWG01网关4；HNWGO1网关4的主要作用是将HOMEBUS协议转换成LONWORKS协议，同时网关4接有1个第一脉冲数字电表A，将电表采集的电量信号连同空调器状态信号转换后一起传送给iLon100互联网服务器2；iLon100互联网服务器2的主要作用是将LONWORKS协议转换成TCP/IP协议，同时iLon100内置了一个Web服务器，网络计算机通过Web服务的方式访问并设置其内置的时序调度、报警处理和数据记录应用程序所有维护的所有数据点等，采用软件实现空调系统管理方案，它接收网关HNWG01传送的所有数据，并根据预先设定的管理方案显示在一个iLon100网页上，实现对空调系统的管理功能；iLon100互联网服务器2与计算机1之间采用开放的TCP/IP协议，计算机1可以通过微软的Internet Explorer访问和管理iLon100，可以通过打印机7将记录的数据打印成报表、表格、曲线等。iLon100与网关之间采用高速的LONWORKS协议，iLon100将控制信号传送给HNWG01网关4，网关4进行协议转换后将控制信息传送给空调器室外机主控板，由主控板控制空调器的各种运行模式，完成空调系统的具体控制功能。

实施例2

一种空调管理系统的完全架构，如图3所示，由互联网服务器2、以太网、以太网网线、集线器5、网络计算机1等等各种以太网接入互联网构成，该网络计算机1与其他楼宇设备8通过Internet并入整个楼宇控制系统中。互联网服务器构成的以太网包括4只互联网服务器2(图中省略2只)，每只互联网服务器2具有公共电话线路22、火警信号21、第二HNWG01网关23、第一脉冲数字电表A、第二脉冲数字电表B、空调器室外机31、空调器室内机32、集中控制器6、HOMEBUS双绞屏蔽线。

空调器室外机31与室内机32、集中控制器6、HNWG01网关4之间采用HOMEBUS通讯，室外机主控板将空调系统状态数据传送给HNWG01网关4；HNWG01网关4的主要作用是将HOMEBUS协议转换成LONWORKS协议，同时网关4接有1个第二脉冲数字电表B，将电表采集的电量信号连同空调器状态信号转换后一起传送给iLon100互联网服务器2；iLon100具有2路脉冲数字电表输入端口，可以外接脉冲数字电表对iLon100下所有空调器总电费进行计量，工程现场可以根据现场空调器的安装位置选择灵活选择使用第一脉冲数字电表A或第二脉冲数字电表B对空调器计费；内置调制解调器，从外部可以通过公共电话线路访问该服务器；iLon100互联网服务器的主要作用是将LONWORKS协议转换成TCP/IP协议，同时iLon100内置了一个Web服务器，网络计算机通过Web服务的方式访问并设置其内置的时序调度、报警处理和数据记录应用程序所有维护的所有数据点等，采用软件实现空调系统管理方案，它接收网关HNWG01传送的所有数据，并根据预先设定的管理方案显示在一个iLon100网页上，实现对空调系统的管理功能；iLon100与计算机之间采用开放的TCP/IP协议，计算机可以通过微软的Internet Explorer访问和管理iLon100，可以通过打印机将记录的数据打印成报表、表格、曲线等。iLon100与网关之间采用高速的LONWORKS协议，iLon100将控制信号传送给网关HNWG01，网关进行协议转换后将控制信息传送给空调器室外机主控板，由主控板控制空调器的各种运行模式，完成空调系统的具体控制功能。4只互联网服务器构成的以太网也可以作为一个子系统，方便的并入整座楼宇管理系统(BMS)。

实施例3

一种空调管理系统，采用HOMEBUS总线技术和LONWORKS网络技术，简单的布线和安装工作给经销商、服务商、楼宇控制系统集成商了便利。

在空调设备之间采用HOMEBUS总线，只使用无极性的双绞屏蔽通信线，每台机器之间采用菊花链形接线方式，连接非常方便，简化了大楼内部的布线工作。网关之间、网关与iLon100之间采用LONWORKS网络技术，也是只使用无极性的双绞通信线，接线采用自由拓扑方式，兼容总线形、星形、菊花链形，连接非常方便，如图5a、5b、5c、5d、5e所示，更简化了大楼内部的布线工作。

使用总线拓扑布线的传统控制系统通常利用屏蔽双绞线将各个传感器和控制器连接在一起组成网络。依照RS-485规范，为了限制电气反射和确保可靠的通讯，所有设备必须连接成总线拓扑结构。那么对于一个基于RS-485控制系统中，连接各种设备的线缆装置相关的安装和维护成本将会非常的高。由于安装人员不能根据实际情况使用树型或者星型拓扑结构布线，因此总线拓扑结构布线会花费大量的安装时间和费用：所有的设备必须被直接连接到主干线上。减少安装和维护成本，并且很容易的改造系统是一个自由拓扑双绞线通信系统的最佳解决方案。Echelon公司的自由拓扑收发器刚好提供了这样一个解决方案，并且提供一个先进的、廉价的方法将分布式控制系统的不同组件互相连接。

管理系统网关HWNG01内置了Echelon公司的自由拓扑收发器FT 3150，允许使用者在不受任何拓扑结构限制的情况下连接空调器控制设备。每个设备的供电通常由本地的+5VDC电源提供。

与总线布线设计不同，如图4、图5a、5b、5c、5d、5e所示，自由拓扑FT 3150智能收发器支持星型、环型和/或总线型布线设计。这样设计的好处有：

1.安装人员可以自由选择一种最适合的安装方式，简化网络设计，并允许在最后时刻改变安装位置；

2.如果安装人员已经熟练掌握一种安装布线风格，那么自由拓扑技术能够不需要再培训就被使用。

3.即便要重新布线，你能够使用最小的代价利用现有的布线设备重新安装。这个功能确保FT 3150智能收发器技术即能用于旧的项目，也能用于新的项目。

4.自由拓扑技术允许FT 3150智能收发器系统能够通过简单的连接现有网络实现未来的网络扩展。这缩减了系统的扩展时间和费用，并且从消费者角度而言，缩减了自由拓扑网络生命周期的成本。

FT 3150智能收发器系统支持的布线拓扑结构(*实际的终端电路由应用决定)。

实施例4

一种空调管理系统，空调器通讯控制总线收发数据流程。如图3所示，空调器室内机32、室外机31、集中控制器6、HNWG01网关4之间总线通讯协议参照EIAJ ET-2101HOMEBUS通讯标准，传输介质为屏蔽线，总线驱动器采用日本MITSUMI公司的mm1007芯片，驱动芯片为日本TOSHIBA公司的TMP86P807，传输速度为2400baud，室外机主控板电路方框图，如图6所示，在主控板上包括变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路、多个接口电路、通讯控制芯片、通讯驱动电路、压力开关检测电路、温度传感检测电路、压力传感检测电路、功能选择检测电路、继电器输出电路、外风机驱动电路、膨胀阀控制驱动电路、键盘扫描接口电路以及主芯片，其具体的电路原理图实施例如图7a-1、图7a-2、图7b-1、图7b-2、图7c-1、图7c-2所示，为室外机主控板电路原理图。关于网关HNWG01其原理，如图8a、图8b、图8c所示，其中核心芯片采用的型号为：TMP86C807N。关于集中控制器LCD的电原理图，如图9a-图9b所示，为一64组集中控制器的LCD电原理图，其中，该集中控制器的主要核心芯片的型号为TMP86PM29AV、HT1622、TMP86C807N等等，具体如图9a、图9b中所示。对于该集中控制器的电源电路，如图10所示。

空调器系统上电完成自检之后，室外机主控板发竞争开始发竞争同报指令，室内机、集中控制器和网关根据相应的开始竞争指令进行地址竞争，失败之后选择新的地址，直到总线上的室内机、集中控制器和网关的地址完全竞争成功。然后室外机发3次地址竞争成功确认信号，确认之后退出地址竞争，进入正常的通讯，进行数据的传递和状态的改变。

本系统的控制方法包括：控制信息流程和监视信息流程两个部分；该控制信息流程：首先，安装本系统，然后，进行空调器系统及通讯控制总线上其它模块的通讯检测；接着，服务器2将来自网络计算机1的控制信号，采用高速的LonWorks协议传送给网关4，网关4进行协议转换后将控制信息传送给空调器系统或集中控制器，从而完成空调系统的具体控制功能；其反方向为监视信息流程。

在空调器系统的通讯检测中，具体步骤：该空调器系统3上电完成自检后，空调器系统3开始发竞争同时报指令，该集中控制器6、网关4根据空调器系统3传过来的开始竞争指令进行地址竞争，失败之后选择新的地址，直到总线上的空调器系统3、集中控制器6和网关4的地址完全竞争成功，然后空调器系统3发3次地址竞争成功确认信号，确认后退出地址竞争，进入正常的通讯，进行数据的传递和状态的改变。

该空调器系统的具体控制功能主要包括室内机与室外机之间数据的发送和接收：数据的发送：空调器系统的室外机主控板将数据加载到传输缓冲器Transmit Buffer中，检测是否有200ms的总线空闲，如果是，则开始发送数据，先发送开始位，再向通讯控制总线发送一位数据的同时要接收一位数据，当发送数据和接收数据相同时，继续发送，当发送与接收不一致时，则表明有一个室内机正向室外机发送数据，则停止发送数据，转为接收数据；当发送到停止位时，则所需发送的字节数Byte Counter减一，当发送完15个字节后，进入休止时间dummy，在这个时间将校验数据帧，当数据帧错误，则置信令没有应答NAK＝15H，当校验和正确时，则向室内机发信令正确应答ACK＝06H，当发送的是同报数据，不需要接收ACK/NAK；数据的接收：打开外部中断1准备接收室外机807的同报数据，接收完数据之后，在休止时间dummy检测接收数据的正确性以及是否为同报数据，如果是同报数据的话，则不发送ACK/NAK信号，非同报数据，则地址相符的室内机发送ACK/NAK信号响应，室内机按照控制数据进行相应处理。

再如图11所示，为空调系统数据接收、发送一实施例流程图，在进行数据收发时，首先中断入口保护现场，然后开始接收新字节，一路判断接受位与发送位是否相同；一路判断室外机807的P1.1是否为低电平，当接受位与发送位不相同时，停止发送，当接受位与发送位相同时，判断接受字节是否小于9，如果大于9，退出中断，如果小于9，继续下一步，将接受的字节减1；当字节等于2时，总线进入休止时间dummy，当字节等于1时，接收正确答案ACK，当字节为0时，接收完成，这时，打开外部中断后退出中断；当P1.1为低电平时，设置中断时间TC4为104us，依次进行到busidle为0，开始接收为1，然后退出中断；当P1.1不是低电平时，直接退出中断。

HOMEBUS总线上的数据经HNWG01网关进行通讯协议转换后封装在LONWORKS协议内，再通过互联网服务器iLon100实现HOMEBUS、LONWORKS、TCP/IP三种通讯协议之间的数据传递。

实施例5

一种空调管理系统，实现空调器的电费计量功能，如图3所示，第一脉冲数字电表A可以采集连接在iLon100服务器上所有空调器系统的电量信号，第二脉冲数字电表B可以采集单套空调系统的电量信号，用户可以根据空调系统的安装方案灵活选择使用第一脉冲数字电表A或者使用第二脉冲数字电表B实现系统的自动计费。

管理系统预先设置了六种完备的计费方案。空调器系统消耗的电能主要包括空调器室内机电脑板消耗的电能，室外机电脑板、加热带消耗的电能，室内机风机消耗的电能，室外机消耗的电脑。详细的计算方法如下：

一.各种消耗电能的计算方法

1.室内机电脑板的消耗电能

根据各室内机的运行情况分别计算。

2.室外机电脑板、加热带的消耗电能的分摊

按照室外机所连接的室内机能力的比值进行分摊。

3.室内机风机的消耗电能

根据各室内机的运行情况分别计算。

4.室外机消耗电能的分摊

室内机与室外机分别供电的情况下，室外机的消耗电能包括了室外机电脑板、加热带的消耗电能。室内机与室外机一起供电的情况下，室外机的消耗电能除包括了室外机电脑板、加热带的消耗电能，还包括室内机电脑板、室内机风机的消耗电能。有以下6种分配方法：

A：标准方式(按感温器ON的时间分配)

按室内机的(感温器ON的时间×能力)的乘积的比值进行分配。

B：可选方式一(按压缩机电流分配)

首先将多台室外机总的消耗电能，按室外机压缩机电流的积算值的比例，进行室外机的消耗电能的分配。对室外机分配后的消耗电能，室内机再按(感温器ON的时间×能力)的乘积的比值进行分配。

C：可选方式二(按运转时间分配)

按室内机的(运转的时间×能力)的乘积的比值进行分配。

D：可选方式三(按冷媒流量分配)

首先将多台室外机总的消耗电能，按室外机压缩机电流的积算值的比例，进行室外机的消耗电能的分配。对室外机分配后的消耗电能，室内机再按冷媒流量积算值的比值进行分配。

E：可选方式四(冰蓄热一拖多按运转时间分配)

夜间电能消费价格不同，按室内机的(运转的时间×能力)的积的比值进行分配。

F：可选方式五(冰蓄热一拖多按感温器ON的时间分配)

夜间电能消费价格不同，按室内机的(感温器ON的时间×能力)的积的比值进行分配。

二、分配方式的选择方法：

标准方式和5种可选择方式，各有特长，根据租户的入住情况、运转情况，选择最优的方式。

条件	分配方式
							标准	可选择
	1	2	3	4	5
						无空房间，各租户运行情况平均		OK
有空房间，各租户运行情况不平均	OK
						按运转时间分配		OK		OK		OK
按感温器ON时间分配	OK	OK					OK
						按实际运转能力分配		OK			OK
固定费用	OK

实施例6

一种空调管理系统软件H-CACS，如图12a和图12b所示，完善的管理功能，图形化的人机界面，操作简便，在WebAccess网际组态软件平台上开发的空调系统管理软件H-CACS，采用图标和菜单方式表示空调设备和可进行的操作，任何人都可以采用鼠标在一台普通的计算机上进行操作。运行数据采用数据库方式管理，可以使用微软的EXCEL电子表格软件处理运行数据；可以出具日报表、月报表、年度报表，方便管理人员对大楼空调的管理。

Claims (12)

1、一种商用空调管理系统，包括：依次连接的网络计算机(1)、一个或一个以上服务器(2)以及一个或一个以上空调器系统(3)，该网络计算机(1)通过Internet/Intranet与服务器(2)相连，其特征在于，在所述的每个服务器(2)与每个空调器系统(3)之间设置网关(4)，该服务器(2)通过双绞线与网关(4)相连，该网关(4)通过双芯屏蔽线与空调器系统(3)相连；该空调管理系统包括两个流程，即控制信息流程和监视信息流程，该控制信息流程为：服务器(2)接收网络计算机(1)传送的所有数据，服务器(2)再将控制信号传送给网关(4)，网关(4)进行协议转换后将控制信息传送给空调器系统(3)；其反方向为监视信息流程。

2、根据权利要求1所述的商用空调管理系统，其特征在于，该管理系统中为了方便布线采用以太网(Ethernet)技术，在网络计算机(1)与各服务器(2)之间设置一集线器(5)，该集线器(5)将各服务器(2)接入网络中，该网络计算机(1)通过IE本地/访问和管理服务器(2)。

3、根据权利要求1或2所述的商用空调管理系统，其特征在于，该网关(4)与网关(4)之间、网关(4)与服务器(2)之间使用无极性的双绞通信线，采用自由拓扑方式进行连接，兼容总线形、星形、菊花链形；该网关(4)接有一可以采集单套空调系统的电量信号的第二脉冲数字电表(B)；或者，在该服务器(2)外接一对该服务器下所有空调器总电量进行计量的第一脉冲数字电表(A)，或者，同时在网关(4)设置第二脉冲数字电表(B)和在服务器(2)设置第一脉冲数字电表(A)。

4、根据权利要求1或2所述的商用空调管理系统，其特征在于，该服务器(2)内置调制解调器，从外部通过公共电话线路访问该服务器，具有2路脉冲数字电表输入端口，具有火警信号2路数字量输入端口，以及2路数字量输出端口。

5、根据权利要求1所述的商用空调管理系统，其特征在于，该空调器系统(3)包括空调器室内机(31)和空调器室外机(32)，该空调器室内机(31)通过双绞屏蔽线与空调器室外机(32)相连，该空调器室外机(32)/空调器室内机(31)通过双绞屏蔽线与网关(4)相连；该双绞屏蔽线为空调器系统(3)的通讯控制总线，室内机(31)、室外机(32)、网关(4)都连接到通讯控制总线上。

6、根据权利要求5所述的商用空调管理系统，其特征在于，该空调器系统(3)增设一用于集中控制连接在同一通讯控制总线下的所有空调器的集中控制器(6)。

7、根据权利要求5或6所述的商用空调管理系统，其特征在于，该空调器系统(3)的室内机(31)与室外机(32)之间使用2芯无极性的双绞屏蔽通信线，采用菊花链形连接方式进行连接。

8、根据权利要求1所述的商用空调管理系统，其特征在于，该网络计算机(1)的输出端设置一用于将记录的数据打印成报表、表格、曲线等形式的打印机(7)；该网络计算机(1)通过Internet/Intranet/Lan与其他联网计算机或笔记本电脑或手机(9)相连，将数据信息传递给计算机或笔记本电脑或手机(9)；该网络计算机(1)与其他楼宇设备(8)通过Internet并入整个楼宇控制系统中。

9、一种用于权利要求1所述的商用空调管理系统的控制方法，其特征在于，该控制方法包括控制信息流程和监视信息流程两个部分，该控制信息流程包括如下步骤：首先，安装本系统，然后，进行空调器系统及通讯控制总线上其它模块的通讯检测；接着，服务器(2)将来自网络计算机(1)的控制信号，采用高速的LonWorks协议传送给网关(4)，网关(4)进行协议转换后将控制信息传送给空调器系统或集中控制器，从而完成空调系统的具体控制功能；其反方向为监视信息流程。

10、根据权利要求9所述的商用空调管理系统的控制方法，其特征在于，在空调器系统的通讯检测中，具体步骤：该空调器系统(3)上电完成自检后，空调器系统(3)开始发竞争同时报指令，该集中控制器(6)、网关(4)根据空调器系统(3)传过来的开始竞争指令进行地址竞争，失败之后选择新的地址，直到总线上的空调器系统(3)、集中控制器(6)和网关(4)的地址完全竞争成功，然后空调器系统(3)发3次地址竞争成功确认信号，确认后退出地址竞争，进入正常的通讯，进行数据的传递和状态的改变。

11、根据权利要求9所述的商用空调管理系统的控制方法，其特征在于，该空调器系统的具体控制功能主要包括室内机与室外机之间数据的发送和接收：数据的发送：空调器系统的室外机主控板将数据加载到传输缓冲器(Transmit Buffer)中，检测是否有200ms的总线空闲，如果是，则开始发送数据，先发送开始位，再向通讯控制总线发送一位数据的同时要接收一位数据，当发送数据和接收数据相同时，继续发送，当发送与接收不一致时，则表明有一个室内机正向室外机发送数据，则停止发送数据，转为接收数据；当发送到停止位时，则所需发送的字节数(Byte Counter)减一，当发送完15个字节后，进入休止时间(dummy)，在这个时间将校验数据帧，当数据帧错误，则置信令没有应答(NAK)＝15H，当校验和正确时，则向内机发信令正确应答(ACK)＝06H，当发送的是同报数据，不需要接收ACK/NAK；数据的接收：打开外部中断1准备接收室外机807的同报数据，接收完数据之后，在休止时间(dummy)检测接收数据的正确性以及是否为同报数据，如果是同报数据的话，则不发送ACK/NAK信号，非同报数据，则地址相符的室内机发送ACK/NAK信号响应，室内机按照控制数据进行相应处理。

12、根据权利要求11所述的商用空调管理系统的控制方法，其特征在于，室内机在数据的接收步骤中，在判断是同报数据之后就往总线发送数据缓冲区内导入该室内机的数个报数据，同步之后开始竞争发送，竞争发送完毕，在休止时间(dummy)检测接收的数据的正确性；中途竞争失败，停止发送，转向接收数据，在休止时间(dummy)检测是否为本室内机发送的数据，不是的话，则停止TC4。

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