CN203720631U - 室内能效管理系统 - Google Patents

Abstract

一种室内能效管理系统，它包括上位机、控制模块、电源模块、操作面板和传感器采集模块，所述控制模块包括CPU单元、通信模块、电参数采集模块和输出控制模块；所述操作面板包括单片机、显示模块和按键模块；所述输出控制模块包括驱动电路和执行器件。本实用新型通过传感器采集模块对室内各个环境参数进行检测，然后根据检测信息通过控制模块控制照明回路、进风换气系统和中央空调风机及盘管阀门等电器的工作状态，达到了节能的目的；它还能通过操作面板人为输入参数，实现对用电器的控制；它还可以通过上位机实现对室内各个电器的控制，以及通过上位机监控和查阅各个房间的能耗情况。

Description

室内能效管理系统

技术领域

本实用新型涉及用电能效管理领域，具体的说是一种室内能效管理系统。

背景技术

在办公大楼及写字楼等场所，其室内能耗主要是照明系统及中央空调，这些场所的室内往往有若干照明灯回路，目前均采用手动开关方式进行控制，在打开照明灯开关后，室内的多个照明灯回路同时工作，不管在阴天或者晴天，它们都是在同样的状态下工作，也就是说，多个照明灯同时亮，不能根据室内光线的强弱来判断需要打开一个照明灯还是几个照明灯同时打开，若天色有点暗，室内光照强度不够，这时只要打开一个灯就可以达到所需要的效果，但人按下开关后，不会使某个灯被点亮，而是若干个灯同时被点亮，这就造成了能源的浪费；在办公楼等场所，中央空调的风机转速只是分为高中低三档，因此，无论风机转速只能放在一个档位上，因此不能根据室内温度等参数进行空调风机及盘管阀门的控制；而且，办公楼中的进风系统只是采用简单的开关控制，不能根据办公楼内的空气质量状况进行开关换气。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种可大大减少室内能耗的室内能效管理系统。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种室内能效管理系统，它包括照明系统、中央空调系统和进风换气系统，所述照明系统包括若干照明回路，所述中央空调系统包括盘管阀门控制电路和风机控制电路，其特征在于，它还包括上位机、控制模块、电源模块、操作面板、照度采集模块和室内环境质量采集模块，所述控制模块包括CPU单元、通信模块、电参数采集模块和输出控制模块，所述通信模块、电参数采集模块和输出控制模块分别与CPU单元连接；所述操作面板包括单片机、显示模块和按键模块，显示模块和按键模块分别于单片机连接；所述照度采集模块与所述CPU单元连接，所述室内环境质量采集模块与操作面板的单片机连接；所述控制模块通过所述通信模块分别与所述操作面板和上位机连接，所述电源模块分别与操作面板、控制模块、照度采集模块和室内环境质量采集模块连接，为操作面板、控制模块、照度采集模块和室内环境质量采集模块提供工作电源；所述输出控制模块包括驱动电路和执行器件。

进一步的，所述通讯模块包括一个RS485通讯电路、两个RS232通讯电路和一个隔离电源电路，所述隔离电源电路分别与所述RS485通讯电路和两个RS232通讯电路连接，所述控制模块通过一个RS232通讯电路与操作面板连接，通过一个RS485通讯电路与上位机连接。

进一步的，所述通讯模块的每一隔离型RS232通信电路包括第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一电平转换芯片、若干电容和若干电阻，所述CPU单元与所述第一光电耦合器的输入端连接，与所述第二光电耦合器的输出端连接，所述第一光电耦合器的输出端和第二光电耦合器的输入端与所述第一电平转换芯片连接，第一电平转换芯片与RS232通讯接口连接；所述隔离型RS485通讯电路包括第三光电耦合器、第四光电耦合器、第二电平转换芯片、一个三极管、若干电容和若干电阻，所述CPU单元与所述第三光电耦合器的输入端连接，与所述第四光电耦合器的输出端连接，所述第三光电耦合器的输出端和第四光电耦合器的输入端分别与所述第二电平转换芯片连接，第二电平转换芯片与RS485通讯接口连接；所述隔离电源电路由电源隔离模块、一个稳压芯片和两个电容组成，隔离电源电路的输出端与第一电平转换芯片和第二电平转换芯片连接，为其提供工作电源。

进一步的，所述输出控制模块中的执行器件为若干继电器，在照明系统的每一照明回路中串接一继电器触点开关，分别在中央空调系统的的盘管阀门控制电路和风机控制电路上串接继电器触点开关。

进一步的，所述室内环境质量采集模块包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和第一信号传输模块，所述照度采集模块包括照度传感器和第二信号传输模块，所述照度传感器通过第二信号传输模块与CPU单元连接，所述温度传感器、湿度传感器和二氧化碳浓度传感器分别通过第一信号传输模块与所述操作面板的单片机连接。

进一步的，所述第一信号传输模块和第二信号传输模块均包括若干个相同的信号传输电路，每一信号传输电路包括三个电阻、两个电容、一个二极管、一个光电耦合器和一个施密特触发器，在该电路的电源输入端INCOM和信号输入端INPUT之间并联一个电阻、一个电容和一个二极管之后，电源输入端INCOM接在所述光电耦合器的引脚1上，信号输入端INPUT接在所述光电耦合器的引脚2上；所述光电耦合器的引脚4上拉一电阻后接电源电压，其引脚3串接一电容后接到所述施密特触发器的输入端，所述光电耦合器的引脚3接地；所述信号输入端INPUT串接一电阻。

进一步的，所述输出控制模块的驱动电路包括一个继电器驱动器、一个三极管、一个光电耦合器、一个手动开关、一个或门器件以及若干电阻和若干电容，所述三极管的基极b与室内能效管理终端的CPU单元输出口连接，三极管的集电极c连接所述光电耦合器的输入端，光电耦合器的输出端与所述或门器件的一输入端连接，或门器件的另一输入端连接所述手动开关；所述或门器件的输出端连接所述继电器驱动器的输入端，继电器驱动器的输出端连接所述继电器的线圈。

进一步的，所述显示模块包括液晶显示屏和HT1632显示芯片。

进一步的，所述电源模块包括第一供电电路、第二供电电路和第三供电电路，所述第一供电电路包括降压变压器T2、整流桥Z2、电容CD3、电容C102、第一开关稳压芯片及其输出端外围元器件，第一开关稳压芯片的输出端外围元器件包括续流二极管D16、储能电感L2和滤波电容CD4，所述降压变压器T2的输出端连接整流桥Z2输入端，整流桥Z2的输出端依次并联电容CD3和电容C102后连接在第一开关稳压芯片上；所述第二供电电路包括压敏电阻RDV1、安规电容CDX1、共模扼流圈FDL1、整流桥BRG、开关电源变压器TD5、PWM信号产生电路、反馈电路、RCD电路和开关器件N1，第二供电电路的输入端依次并联压敏电阻RDV1和安规电容CDX1后依次连接共模扼流圈FDL1和整流桥BRG；整流桥BRG输出端正极接线串接一热敏电阻RH1，在输出端并联一电解电容CD106后连接开关电源变压器TD5；开关电源变压器TD5初级线圈的引脚3和引脚5连接RCD电路，反馈电路的反馈信号经PWM信号产生电路控制开关器件N1，从而控制初级线圈的供电，开关电源变压器TD5的次级线圈的正极接线上串接双极性肖特基二极管整流器件U9，整流器件U9由两个二极管并联组成，在开关电源变压器TD5的电压输出端设有滤波元器件；所述第三供电电路的输入端连接在第二供电电路的输出端线路上，第三供电电路包括第二开关稳压芯片及其外围元器件电容CD1、电容CD2、电容C39、电容C25和电感L5；所述第一供电电路和第二供电电路的输入端均接220V交流电；所述第一供电电路的输入端接线L上串接熔断器FU1，其输出端的正极接线上串接熔断器FU2；所述第二供电电路的输入端接线L上串接熔断器FU3；所述第二供电电路还包括一电源指示灯支路，所述电源指示灯支路连接在第二供电电路的输出端，包括一发光二极管LED和串接在发光二极管LED阳极端的电阻RD6。

进一步的，所述电参数采集模块包括电流互感器、电压互感器和CS5460电量采集芯片，所述电流互感器和电压互感器分别与CS5460电量采集芯片连接，所述CS5460电量采集芯片与所述CPU单元连接。

本实用新型的有益效果是：它通过传感器采集模块对室内各个环境参数进行检测，然后根据检测信息通过控制模块控制照明回路、进风换气系统和中央空调风机及盘管阀门等电器的工作状态，达到了节能的目的；它还能通过操作面板人为输入参数，实现对用电器的控制；它还可以通过上位机实现对室内各个电器的控制，以及通过上位机监控和查阅各个房间的能耗情况。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型的系统结构示意图；

图2为本实用新型控制模块的CPU单元电路图；

图3为本实用新型的传感器采集模块电路图；

图4为本实用新型的通讯模块电路图；

图5为本实用新型通讯模块电路的隔离电源电路图；

图6为本实用新型的输出控制模块电路图；

图7为本实用新型的电源模块电路图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一实施例包括上位机、控制模块、电源模块、操作面板以及与CPU单元连接的照度采集模块和与操作面板的单片机连接的室内环境质量采集模块，所述控制模块包括CPU单元、通信模块、电参数采集模块和输出控制模块，所述通信模块、电参数采集模块和输出控制模块分别与CPU单元连接；所述操作面板包括单片机、显示模块和按键模块，显示模块和按键模块分别于单片机连接；所述控制模块分别通过所述通信模块与所述操作面板和所述上位机连接，所述电源模块分别于操作面板和控制模块连接，为操作面板和控制模块提供工作电源；所述输出控制模块包括驱动电路和执行器件，所述CPU单元向所述驱动电路发出驱动信号，驱动电路驱动所述执行器件工作。所述照度采集模块包括照度传感器和第二信号传输模块，所述室内环境采集模块包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和第一信号传输模块，所述照度传感器通过第二传输模块与CPU单元连接，所述温度传感器、湿度传感器和二氧化碳浓度传感器通过第一信号传输模块分别于所述操作面板的单片机连接；所述显示模块包括液晶显示屏和HT1632显示芯片。

如图2所示，CPU单元包括STM32F103VBT6单片机、时钟电路、看门狗、下载调试接口等。STM32F103VBT6单片机为控制的核心，该芯片使用高性能的ARMCortex-M332位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和一个PWM定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI，3个USART，一个USB和一个CAN。可工作于-40℃至+105℃的温度范围，供电电压2.0V至3.6V，一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。该芯片为100脚的贴片封装形式，图2中只简单画出了该芯片示意图。

R1、OCS1、C1、C2构成晶体震荡电路，为STM32F103VBT6单片机提供8M的振荡信号，通过STM32F103VBT6单片机内的PLL，使STM32F103VBT6单片机的工作在72MHz;

LB1、C3、C4、C5、RX1、R20、R20构成LC电源滤波线路，该电路提供低纹波的模拟电路工作电源和基准信号。其中LB1为电感，RX1为吸收电阻，电阻R20和电阻R29起隔离保护作用。

R31、C6、D1、R32构成上电自动复位电路，其中R31、C6构成上电延迟，D1为续流二极管，R32为限流电阻，起保护作用。

U27为看门狗芯片，该芯片为MAX6823芯片，主要对电源进行检测和CPU工作状态进行监视，出现异常自动进行复位，保证单片机的安全运行。

R53、R54、R55、R56、R57、P2为调试接口电路，该电路与STM32F103VBT6单片机连接，实现在线编程和监控。

U5为时钟芯片DS3231.通过II2C总线与STM32F103VBT6单片机进行连接，为系统提供高精度的时钟信息，保证系统按时间运行，R120、R121为上拉电阻。BT1为3.6V的锂电池，保证在系统断电状态下，时钟芯片的运行。

如图3所示，信号传输模块包括三个相同的信号传输电路，下面以一路电路为例进行介绍，在图3所示的其他两个电路中，所有元器件的参数与功能均与该路电路相同。

在电源输入端INCOM和信号输入端INPUT00之间并联一个电阻R85、一个电容C27和一个二极管D4之后，电源输入端INCOM接在光电耦合器U35的引脚1上，信号输入端INPUT00接在光电耦合器U35的引脚2上；光电耦合器U35的引脚4上拉一电阻R104后接电源电压3V，其引脚3串接一电容C90后接到施密特触发器U11C的输入端，所述光电耦合器U35的引脚3接地；信号输入端INPUT00串接一电阻R27；3个相同信号传输电路的电源输入端INCOM相连接后外接输入电源+12V。

在该电路中，一个传感器的输入信号接信号输入端INPUT00（其余传感器可接在INPUT01和INPUT02端），R72为贴片2010封装的电阻，其阻值为2K欧姆，该电阻为限流降压电阻，R85为贴片0805封装的电阻，其电阻为2K欧姆，该电阻起的作用为分压电阻，用以保证光电耦合器U35引脚1和引脚2的电压保持稳定。C27为滤波电容。D4为二极管，保护光电耦合器U35两端的反向电压。光电耦合器U35优选为TLP181光电耦合器，它的作用是传递输入信号，一旦有输入信号，光电耦合器U35内的发光二极管导通，这时引脚3和引脚4导通，R104为上拉电阻，保证引脚3的输出能力。C90为次级滤波电容，消除光电耦合器U35传递过来的异常信号。U11为施密特触发器CD4093.把接受的信号进行整形，保证波形为标准的TTL电平。

如图4和图5所示，通讯模块包括2路相同的隔离型RS232通信电路A1和A2，1路隔离型RS485通讯电路A3和隔离电源电路；隔离电源电路分别与所述RS485通讯电路A3和两个RS232通讯电路连接，为其提供工作电源T-VCC；所述控制模块通过RS232通讯电路A1与操作面板连接，通过RS485通讯电路A3与上位机连接，另一路RS232通讯电路A2的一端与操作面板的单片机连接，在需要进行现场调整参数时，使用该RS232通讯电路A2的接口进行外接参数调整终端；两个隔离型RS232通信电路中的元器件及其配置相同，下面以一个隔离型RS232通信电路A1为例，说明隔离型RS232通信电路的结构原理：电路中第一光电耦合器UR2和第二光电耦合器UR1均为PS9121芯片，所述第一光电耦合器UR2的输入端引脚1上拉一电阻RU117后接3.3V电源，RU117为1千欧姆电阻，UR2的输入端引脚2接控制模块的CPU单元的单片机STM32F103VBT6的TXD1引脚，UR2的输出端引脚3接地，UR2的输出端引脚4与第一电平转换芯片U17的T2IN引脚连接，UR2的输出端引脚5接隔离电源电路的输出端T-VCC，在UR2的引脚3和引脚4间连接一电容CU104，其电容值为0.1μF，在UR2的引脚4和引脚5间连接一电阻RU116，其电阻为1千欧姆，控制模块的单片机STM32F103VBT6发送的通信数据通过UR2芯片发送至U17；所述第二光电耦合器UR1的输入端引脚1接隔离电源电路的输出端T-VCC，其输入端引脚2接第一电平转换芯片U17的R2OUT引脚，所述第二光电耦合器UR1的输出端引脚3接地，UR1的引脚4与控制模块的单片机STM32F103VBT6的RXD1引脚连接，UR1的引脚5接3.3V电源，在UR1的引脚3和引脚4间连接一电容CU103，其电容值为0.1μF，在UR1的引脚4和引脚5间连接一电阻RU102，其电阻为1千欧姆，控制模块的单片机STM32F103VBT6通过UR1芯片接收U17的通讯数据；RU117和RU103为限流电阻，限制进入光电耦合器UR2和UR1的发射二极管的发送电流，实现低功耗设计，RU116与CU104构成滤波电路，其中RU116为上拉电阻，CU104为滤波电容，消除光电耦合器UR2和UR1传递的其他信号；所述第一电平转换芯片U17的T2OUT引脚和R2IN引脚分别接RS232的TX1引脚和RX1引脚；所述第一电平转换芯片U17为MAX232电平转换芯片，该芯片实现TTL电平转换为RS232总线电平，在其引脚C1+与C1-之间连接一电容M3，在其引脚C2+与C2-之间连接一电容M7，其VDD引脚和VCC引脚均与隔离电源电路的输出端T-VCC连接，VDD引脚串接一电容M1，VCC引脚串接一电容M5后接地，其VEE引脚串接一电容M9后接地，电容M3、M7、为电平转换芯片电荷泵提供储能电容，其电容值均为0.1μF，电容M1、M5、M9为滤波电容、滤除该器件产生的高频噪声和防止电源携带的噪声对电路构成干扰，其电容值均为0.1μF。

所述隔离型RS485通讯电路A3包括第三光电耦合器U50、第四光电耦合器U49、第二电平转换芯片U28、一个三极管QX1、若干电容和若干电阻，所述第二电平转换芯片U28为SP3485芯片，所述隔离型RS485通讯电路的第三光电耦合器U50的输入端引脚1上拉一电阻R117后接3.3V电源，R117的阻值为1千欧姆，U50的输入端引脚2接控制模块的单片机STM32F103VBT6的TXD3引脚，U50的输出端引脚3接地，U50的输出端引脚4与第二电平转换芯片U28的DI引脚连接，U50的输出端引脚5接隔离电源电路的输出端T-VCC，在U50的引脚3和引脚4间连接一电容C104，在U50的引脚4和引脚5间连接一电阻R116，其中R116为上拉电阻阻值为1千欧姆，C104为滤波电容，电容值为0.1μF，消除光电耦合器U50传递的干扰信号；所述第四光电耦合器U49的输入端引脚1上拉一电阻R103后接隔离电源电路的输出端T-VCC，U49的输入端引脚2接第二电平转换芯片U28的RO引脚，所述第四光电耦合器U49的输出端引脚3接地，U49的引脚4与控制模块的单片机STM32F103VBT6的RXD3引脚连接，U49的引脚5接3.3V电源，在U49的引脚3和引脚4间连接一电容C103，在U49的引脚4和引脚5间连接一电阻R102；所述三极管QX1的基极b串接一电阻RC103后与第二电平转换芯片U28的DI引脚连接，第二电平转换芯片U28的RE和DE引脚与所述三极管QX1的集电极c连接，集电极c连接串接一电阻RC104后接隔离电源电路的输出端T-VCC，三极管QX1的发射极e接地，RC103、QX1、RC104构成发送控制电路，控制芯片U28的发送和接受状态；在第二电平转换芯片U28的A和B引脚分别串接一电阻R67和R70，之后在A和B引脚间连接一电阻R69后，再在A和B引脚间连接一保护器件VSD1，VSD1为RS485总线保护器，作用是保护U28，VSD1由两个并联的二极管组成，两个二极管的阴极接地，两个二极管的阳极分别于第二电平转换芯片U28的A和B引脚连接，之后，A和B引脚与RS485通讯接口连接。

如图5所示的隔离电源电路由电源隔离模块Z1、一个稳压芯片T1、电容C23和电容C24组成，其中Z1为电源隔离模块05S051W，T1为稳压芯片LM1117-3.3V，隔离电源电路的输出端T-VCC与2路隔离型RS232通信电路和1路隔离型RS485通讯电路中的电平转换芯片U17、U18和U28的电源端连接，为其提供工作电源。

如图6所示，输出控制模块包括的驱动电路包括前半部分四个相同的信号控制电路B1-B4，一个继电器控制器以及四个执行器件，该执行器件为继电器，在实际使用中，执行器件可能多于四个，例如，在室内的每一照明回路中串接一继电器触点开关，在空调机的盘管阀门的回路中串接一继电器触点开关，在风机控制电路的高中低三个档位回路中分别串接一继电器触点开关，这样既可实现对照明系统、空调系统和换气系统的控制。下面以一路信号控制电路B1及其对应的一个继电器J1为例，说明该控制信号输入电路的原理：信号控制电路A1包括一个三极管Q1、一个光电耦合器U8，一个手动开关S1，一个或门器件U1，电阻R2、R33和R21，电容C7；三极管Q1的集电极c与所述光电耦合器U8的输入端引脚2连接，其发射极e接地，基极b与控制模块CPU单元中的单片机输出口PD0连接；所述光电耦合器U8的输入端引脚1接3.3V电源，其输出端引脚3连接一下拉电阻R33后接地；所述手动开关S1的一端连接所述下拉电阻R33的接地端，手动开关S1的另一端与或门器件U1的一个输入端连接；光电耦合器U8的输出端引脚4接5V电源，其输出端引脚3和4之间连接一电容C7，输出端引脚3与或门器件U1的另一输入端连接。

或门器件U1的输出端与继电器驱动器U5的输入端引脚IN1和IN2连接，继电器驱动器U5的输出端引脚OUT1和OUT2并联后连接到继电器J1的线圈，继电器J1的触电与电容Cz1并联后串接在用电器（如照明灯）回路中。

自动控制信号由控制模块发出，信号经光电耦合器U8隔离后与手动信号通过74HC32数字芯片U1进行或运算，运算后将信号传送给ULN2803继电器驱动器芯片U5，驱动继电器J1进行输出，从而控制用电器回路的关断导通。一旦自动控制单元无法正常工作，信号不能自动发出来控制继电器，可切换至手动信号模式，按下手动开关S1即可。

如图7所示，电源模块包括第一供电电路C1、第二供电电路C2和第三供电电路C3，所述第一供电电路C1包括降压变压器T2、整流桥Z2、电容CD3、电容C102、第一开关稳压芯片LM2576-3.3及其输出端外围元器件，第一开关稳压芯片LM2576-3.3的输出端外围器件包括续流二极管D16、储能电感L2和滤波电容CD4，所述降压变压器T2的输出端连接整流桥Z2输入端，降压变压器T2的参数为220V/5V5W，电源经降压变压器降压后，再经整流桥Z2，把交流电变成直流电，整流桥Z2的输出端依次并联电容CD3和电容C102后连接在第一开关稳压芯片LM2576-3.3上，CD3、C102为滤波电容，起稳定电压的目的；该电路最终输出3.3V电压，主要为控制模块的CPU单元进行供电，在第一供电电路C1的输入端接线L上串接熔断器FU1，其输出端的正极接线上串接熔断器FU2，FU1，FU2为自恢复熔断器，起过流、过载保护作用。

所述第二供电电路C2包括压敏电阻RDV1、安规电容CDX1、共模扼流圈FDL1、整流桥BRG、开关电源变压器TD5、PWM信号产生电路、反馈电路、RCD电路和开关器件N1，所述第二供电电路C2的输入端接线L上还串接熔断器FU3，第二供电电路C2的输入端依次并联压敏电阻RDV1和安规电容CDX1后依次连接共模扼流圈FDL1和整流桥BRG；整流桥BRG输出端连接开关电源变压器TD5，开关电源变压器TD5次级线圈的正极接线上串接双极性肖特基二极管整流器件U9，它由两个二极管并联组成，在开关电源变压器TD5的电压输出端设有电容DC2、电容DC3、电感LD1、电容DC4、电容DC5和电阻RD7，其中电容DC2、电容DC3、电感LD1、电容DC4和电容DC5起滤波作用，电阻RD7为假负载，防止空载自激震荡，电流从开关电源变压器TD5的次级线圈输出后经快速整流和滤波，最终输出12V的稳定电压，为室内能效管理系统的传感器采集模块及操作面板供电。

图7中，开关电源变压器TD5为EE30磁芯开关电源变压器，为该电源能源传递核心部件，其引脚3、5为初级线圈；引脚1、2为反馈激励线圈；引脚9、7为次级线圈；RCD电路由电阻RD104、电容CD108、二极管D101构成，它能消除N1开关引起的尖峰脉冲，N1为高压MOS管，起控制线圈的供电，该MOS管受自激PWM信号产生电路和反馈电路控制；电阻RD103为启动电阻，为开关器件N1启动提供能量。电阻RD8为保护电阻，限制运行电流。其中三极管N102、稳压二极管ZD102、电阻RD107、电阻RD108、二极管D103、电阻RD109、电容CD102、电阻RD105、电容CD110构成PWM信号产生电路，其中三极管N102起增强驱动能力的作用。稳压二极管ZD102、电阻RD107构成稳压电压，起保护作用；电阻RD108、二极管D103、电阻RD109、电容CD102构成震荡电路，产生PWM信号；电阻RD105、电容CD110构成滤波电路,消除MOS管N1门级的杂波；电阻RD1、电阻RD2、可变电阻VR1、电阻RD3、电阻RD4、电阻RD5、电容CD7、稳压单元ICD1、光耦合器PC1构成反馈电路，一旦输出电压出现偏差，反馈信号变化，及时调整PWM信号宽度，保证稳定电压，其中电阻RD1、电阻RD2、可变电阻VR1构成降压采集电路。电容CD7、电阻RD2构成滤波电路，消除反馈电路的杂波，PC1为光电耦合器，实现反馈信号的隔离传递。所述第二供电电路C2还包括一电源指示灯支路，所述电源指示灯支路连接在第二供电电路C2的输出端，包括一发光二极管LED和串接在发光二极管LED阳极端的电阻RD6。

所述第三供电电路C3的输入端连接在第二供电电路C2的输出端线路上，第三供电电路C3包括第二开关稳压芯片LM2576-5V及其外围元器件电容CD1、电容CD2、电容C39、电容C25和电感L5，构成稳定的5V电压输出，它把第二供电电路C2输出的12V电源转换为5V电源，为室内能效管理系统的其他模块供电；所述第一供电电路C1和第二供电电路C2的输入端均接220V交流电。

该系统的工作原理是：二氧化碳浓度传感器、温度传感器及湿度传感器等在采集到室内环境的参数后，通过第一信号传输模块传送到操作面板内的单片机，照度传感器采集的照度信号经第二信号传输模块传送到控制模块的CPU单元，操作面板内的单片机可将二氧化碳浓度传感器、温度传感器及湿度传感器的检测参数显示在液晶显示屏上，并将该参数通过通讯模块传送到控制模块的CPU单元。CPU单元经过分析各个传感器的信号，向输出控制模块发出控制信号，例如，根据室内光照强度判断接通几个照明回路，根据室内二氧化碳浓度判断是否打开进风换气系统，根据温度判断风机的转速应该接通高档还是低档，以及风机盘管阀门的打开与关闭。操作面板上的按键模块用于人为输入参数及显示模块的显示操作。

该系统还有电参数采集模块，在每个用电回路上都设有电流互感器和电压互感器，实时监控各个回路的用电情况，并将监控信息通过通讯模块上传到上位机，从而可通过上位机查看每个房间的用电情况，该系统还可以接受上位机的操作指令，进行远程控制，对中央空调系统、进风换气系统及照明灯系统进行控制。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种室内能效管理系统，它包括照明系统、中央空调系统和进风换气系统，所述照明系统包括若干照明回路，所述中央空调系统包括盘管阀门控制电路和风机控制电路，其特征在于，它还包括上位机、控制模块、电源模块、操作面板、照度采集模块和室内环境质量采集模块，所述控制模块包括CPU单元、通信模块、电参数采集模块和输出控制模块，所述通信模块、电参数采集模块和输出控制模块分别与CPU单元连接；所述操作面板包括单片机、显示模块和按键模块，显示模块和按键模块分别于单片机连接；所述照度采集模块与所述CPU单元连接，所述室内环境质量采集模块与操作面板的单片机连接；所述控制模块通过所述通信模块分别与所述操作面板和上位机连接，所述电源模块分别与操作面板、控制模块、照度采集模块和室内环境质量采集模块连接，为操作面板、控制模块、照度采集模块和室内环境质量采集模块提供工作电源；所述输出控制模块包括驱动电路和执行器件。

2.根据权利要求1所述的室内能效管理系统，其特征在于，所述通讯模块包括一个RS485通讯电路、两个RS232通讯电路和一个隔离电源电路，所述隔离电源电路分别与所述RS485通讯电路和两个RS232通讯电路连接，所述控制模块通过一个RS232通讯电路与操作面板连接，通过一个RS485通讯电路与上位机连接。

3.根据权利要求2所述的室内能效管理系统，其特征在于，所述通讯模块的每一隔离型RS232通信电路包括第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一电平转换芯片、若干电容和若干电阻，所述CPU单元与所述第一光电耦合器的输入端连接，与所述第二光电耦合器的输出端连接，所述第一光电耦合器的输出端和第二光电耦合器的输入端与所述第一电平转换芯片连接，第一电平转换芯片与RS232通讯接口连接；所述隔离型RS485通讯电路包括第三光电耦合器、第四光电耦合器、第二电平转换芯片、一个三极管、若干电容和若干电阻，所述CPU单元与所述第三光电耦合器的输入端连接，与所述第四光电耦合器的输出端连接，所述第三光电耦合器的输出端和第四光电耦合器的输入端分别与所述第二电平转换芯片连接，第二电平转换芯片与RS485通讯接口连接；所述隔离电源电路由电源隔离模块、一个稳压芯片和两个电容组成，隔离电源电路的输出端与第一电平转换芯片和第二电平转换芯片连接，为其提供工作电源。

4.根据权利要求1所述的室内能效管理系统，其特征在于，所述输出控制模块中的执行器件为若干继电器，在照明系统的每一照明回路中串接一继电器触点开关，分别在中央空调系统的的盘管阀门控制电路和风机控制电路上串接继电器触点开关。

5.根据权利要求1所述的室内能效管理系统，其特征在于，所述室内环境质量采集模块包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和第一信号传输模块，所述照度采集模块包括照度传感器和第二信号传输模块，所述照度传感器通过第二信号传输模块与CPU单元连接，所述温度传感器、湿度传感器和二氧化碳浓度传感器分别通过第一信号传输模块与所述操作面板的单片机连接。

6.根据权利要求5所述的室内能效管理系统，其特征在于，所述第一信号传输模块和第二信号传输模块均包括若干个相同的信号传输电路，每一信号传输电路包括三个电阻、两个电容、一个二极管、一个光电耦合器和一个施密特触发器，在该电路的电源输入端INCOM和信号输入端INPUT之间并联一个电阻、一个电容和一个二极管之后，电源输入端INCOM接在所述光电耦合器的引脚1上，信号输入端INPUT接在所述光电耦合器的引脚2上；所述光电耦合器的引脚4接到所述施密特触发器的输入端，并上拉一电阻后接电源电压，其引脚3串接一电容后连接光电耦合器的引脚4，所述光电耦合器的引脚3接地；所述信号输入端INPUT串接一电阻。

7.根据权利要求1所述的室内能效管理系统，其特征在于，所述输出控制模块的驱动电路包括一个继电器驱动器、一个三极管、一个光电耦合器、一个手动开关、一个或门器件以及若干电阻和若干电容，所述三极管的基极b与室内能效管理终端的CPU单元输出口连接，三极管的集电极c连接所述光电耦合器的输入端，光电耦合器的输出端与所述或门器件的一输入端连接，或门器件的另一输入端连接所述手动开关；所述或门器件的输出端连接所述继电器驱动器的输入端，继电器驱动器的输出端连接所述继电器的线圈。

8.根据权利要求1所述的室内能效管理系统，其特征在于，所述显示模块包括液晶显示屏和HT1632显示芯片。

9.根据权利要求1所述的室内能效管理系统，其特征在于，所述电源模块包括第一供电电路、第二供电电路和第三供电电路，所述第一供电电路包括降压变压器T2、整流桥Z2、电容CD3、电容C102、第一开关稳压芯片及其输出端外围元器件，第一开关稳压芯片的输出端外围元器件包括续流二极管D16、储能电感L2和滤波电容CD4，所述降压变压器T2的输出端连接整流桥Z2输入端，整流桥Z2的输出端依次并联电容CD3和电容C102后连接在第一开关稳压芯片上；所述第二供电电路包括压敏电阻RDV1、安规电容CDX1、共模扼流圈FDL1、整流桥BRG、开关电源变压器TD5、PWM信号产生电路、反馈电路、RCD电路和开关器件N1，第二供电电路的输入端依次并联压敏电阻RDV1和安规电容CDX1后依次连接共模扼流圈FDL1和整流桥BRG；整流桥BRG输出端正极接线串接一热敏电阻RH1，在输出端并联一电解电容CD106后连接开关电源变压器TD5；开关电源变压器TD5初级线圈的引脚3和引脚5连接RCD电路，反馈电路的反馈信号经PWM信号产生电路控制开关器件N1，从而控制初级线圈的供电，开关电源变压器TD5的次级线圈的正极接线上串接双极性肖特基二极管整流器件U9，在开关电源变压器TD5的电压输出端设有滤波元器件；所述第三供电电路的输入端连接在第二供电电路的输出端线路上，第三供电电路包括第二开关稳压芯片及其外围元器件电容CD1、电容CD2、电容C39、电容C25和电感L5；所述第一供电电路和第二供电电路的输入端均接220V交流电；所述第一供电电路的输入端接线L上串接熔断器FU1，其输出端的正极接线上串接熔断器FU2；所述第二供电电路的输入端接线L上串接熔断器FU3；所述第二供电电路还包括一电源指示灯支路，所述电源指示灯支路连接在第二供电电路的输出端，包括一发光二极管LED和串接在发光二极管LED阳极端的电阻RD6。

10.根据权利要求1所述的室内能效管理系统，其特征在于，所述电参数采集模块包括电流互感器、电压互感器和CS5460电量采集芯片，所述电流互感器和电压互感器分别与CS5460电量采集芯片连接，所述CS5460电量采集芯片与所述CPU单元连接。