CN205191838U - 变频空调器内外机零火线通讯监控装置和空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频空调器内外机零火线通讯监控装置和空调系统，该装置包括：数据采集单元，用于对变频空调器强电部分进行采集，以得到内外机零火线的通讯数据；数据处理单元，用于基于采集得到的所述通讯数据，进行数据处理，以得到通讯监控所需的有效数据并上传；通讯监控单元，用于基于上传的所述有效数据，对所述变频空调器内外机通讯进行监控处理。本实用新型的方案，可以克服现有技术中监控难度大、费时费力和数据精准性差等缺陷，实现监控难度小、省时省力和数据精准性好的有益效果。

Description

变频空调器内外机零火线通讯监控装置和空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体地，涉及一种变频空调器内外机零火线通讯监控装置和空调系统。

背景技术

目前空调器内外机通讯，使用强电进行数据交换。由于数据交换过程是通过强电进行通讯的，使得监控内外机数据难度较大，例如：只能连接芯片的串口管脚才能够监控到内外机数据。

现有技术中，存在监控难度大、费时费力和数据精准性差等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述缺陷，提出一种变频空调器内外机零火线通讯监控装置和空调系统，以解决通过强电部分采集内外机零火线通讯数据，更精准地监控通讯数据，提升监控效率、减小监控难度的问题。

本实用新型一方面提供一种变频空调器内外机零火线通讯监控装置，包括：数据采集单元，用于对变频空调器强电部分进行采集，以得到内外机零火线的通讯数据；数据处理单元，用于基于采集得到的所述通讯数据，进行数据处理，以得到通讯监控所需的有效数据并上传；通讯监控单元，用于基于上传的所述有效数据，对所述变频空调器内外机通讯进行监控处理。

其中，数据采集单元，包括：波形产生模块，包括：以串联方式接入内外机通讯连接线上的双向光电耦合器，在内机或外机发送信号时，将所述发送信号转化为波形；其中，在所述双向光电耦合器的前端，匹配设置有相应的阻抗。

其中，数据处理单元，包括：波形处理模块，用于对所述通讯数据进行波形处理，以得到与所述通讯数据一致的波形；信号处理模块，用于基于波形处理得到的所述波形，进行信号处理，以得到通讯监控所需的有效数据；数据上传模块，用于对信号处理得到的所述有效数据进行上传。

其中，波形处理模块，包括：波形跟随子模块，用于基于与所述通讯数据对应的原波形，进行跟踪处理，以得到所述原波形的稳固波形；波形异常处理子模块，用于基于所述稳固波形，进行波形异常处理，以得到所述稳固波形中去除异常波形后的正常波形；波形反相子模块，用于基于所述正常波形，进行反相处理，以得到与所述通讯数据一致的波形。

具体地，波形跟随子模块，包括：跟随器，以对所述原波形进行跟踪；和/或，波形异常处理子模块，包括：迟滞电路和正反馈回路，以去除所述稳固波形中的异常波形；和/或，波形反相子模块，包括：反相器，以将所述正常波形的方向反转。

进一步地，信号处理模块，包括：信号处理芯片，通过该信号处理芯片的串行通讯接口，将所述波形转化为所述有效数据。

进一步地，其特征在于，数据上传模块，包括：另一串行通讯接口，以将所述有效数据上传至上位机；以及，通讯监控单元，包括：上位机，以对所述有效数据进行处理及应用。

与上述装置相匹配，本实用新型再一方面提供一种空调系统，包括：以上所述的装置。

本实用新型的方案，通过强电部分采集内外机零火线通讯数据，即：通过将前端匹配有合适阻抗的双向光耦，串联在内外机通信连接线上，将内机或外机的发送信号转化为波形，并对该波形进行处理后，得到通讯监控所需有效数据，进而基于该有效数据进行处理及应用，实现对内外机零火线的通讯监控线路的连接更加简单，可以达到监控数据更加精准的效果。

由此，本实用新型的方案解决利用强电部分采集内外机零火线通讯数据，更精准地监控通讯数据，提升监控效率、减小监控难度的问题，从而，克服现有技术中监控难度大、费时费力和数据精准性差的缺陷，实现监控难度小、省时省力和数据精准性好的有益效果。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的变频空调器内外机零火线通讯监控装置的一实施例的工作原理示意图；

图2为本实用新型的装置中数据处理的一实施例的工作原理示意图；

图3为本实用新型的装置中波形处理的一实施例的工作原理示意图；

图4为本实用新型的变频空调器内外机零火线通讯监控装置的一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型的装置中波形处理模块的一实施例的结构示意图；

图6为本实用新型的变频空调器的一实施例的控制逻辑图；

图7为本实用新型的变频空调器的一实施例的控制原理图；

图8为本实用新型的变频空调器的一实施例的波形图。

结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：

102-数据采集单元；1022-波形产生模块；104-数据处理单元；1042-波形处理模块；10422-波形跟随子模块；10424-波形异常处理子模块；10426-波形反相子模块；1044-信号处理模块；1046-数据上传模块；106-通讯监控单元；1062-上位机。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的实施例，提供了一种变频空调器内外机零火线通讯监控装置，如图1所示本实用新型的装置的一实施例的工作原理示意图所示。该装置至少包括：

在步骤S110处，对变频空调器强电部分进行采集，以得到内外机零火线的通讯数据。通过采集强电部分的通讯数据，可以大大提升通讯监控的精准性和可靠性。

在一个实施方式中，可以通过以串联方式接入内外机通讯连接线上的双向光电耦合器OC1(参见图6、图7所示的例子)，在内机或外机发送信号时，将该发送信号转化为波形；其中，无论该发送信号是从双向光电耦合器OC1的第一端(例如：A点)到第二端(例如：B点)，还是从双向耦合器OC1的第二端到第一端，双向光电耦合器OC1都会产生一个波形。通过在内外机通讯连接线上串入前端匹配有阻抗的双向光电耦合器OC1，采集内外机通讯数据，采集数据全面、可靠，而且采集的方式简单、通用性好。

其中，在双向光电耦合器OC1的前端，匹配设置有相应的阻抗R1(参见图6、图7所示的例子)，以避免对内外机正常通讯造成影响。

在步骤S120处，基于采集得到的通讯数据，进行数据处理，以得到通讯监控所需的有效数据并上传。通过对采集到的通讯数据进行数据处理，可以保证通讯监控所需有效数据的精准性和可靠性，进而提升通讯监控的监控效果。

下面结合图2所示本实用新型的装置中数据处理的一实施例的工作原理示意图，进一步说明步骤S120的数据处理的具体过程。

步骤S210，对通讯数据进行波形处理，以得到与通讯数据一致的波形。通过波形处理，可以对通讯数据进行初级处理，有利于提升通讯监控所需有效数据的可靠性和精准性。

下面结合图3所示本实用新型的装置中波形处理的一实施例的工作原理示意图，进一步说明步骤S210的波形处理的具体过程。

步骤S310，基于与通讯数据对应的原波形，进行跟踪处理，以得到原波形的稳固波形。

在一个实施方式中，可以通过跟随器，对原波形进行跟踪，以加固原波形，使原波形更加稳定。

例如：跟随器可以包括：比较器U1，以及电阻R2、R3和R4。其中，电阻R2、R3依次连接在+5V电源与比较器U1的同相输入端之间，电阻R4连接在比较器U1的反相输入端与比较器U1的输出端之间。

步骤S320，基于稳固波形，进行波形异常处理，以得到稳固波形中去除异常波形后的正常波形。

在一个实施方式中，可以通过迟滞电路和正反馈回路，去除稳固波形中的异常波形。例如：由于在实际硬件工作中总是会存在由于使用环境硬件干扰等，使得所得稳固波形(例如：方波)总是在高电平处会出现一个短暂的下降等异常问题；去除这些异常问题，可以提高所得正常波形的可靠性和稳定性。

例如：迟滞电路可以包括：比较器U2，以及电阻R5、R9和R10；正反馈回路可以包括：电阻R6、R7和R8。其中，电阻R5连接在比较器U1的输出端和比较器U2的反相输入端，电阻R9、R8依次连接在+5V电源与比较器U2的同相输入端之间，电阻R6连接在比较器U2的同相输入端与+5V之间，电阻R7连接在比较器U2的同相输入端与地之间，电阻R8、R9的公共端连接在比较器U2的输出端，电阻R10连接在比较器U2的输出端与反相器U3的输入端之间。

其中，通过迟滞电路，可以解决波形在高电平时出现一个下降沿的波形。

其中，通过正反馈回路，可以降低迟滞电路的分辨率，使迟滞电路在双向光电耦合器OC1的第一端和第二端两个点进行反转，在过程中不处理波形。

步骤S330，基于正常波形，进行反相处理，以得到与通讯数据一致的波形。通过反相处理，调整波形的方向，使得通讯监控安全、可靠、精准。

在一个实施方式中，可以通过反相器U3(参见图7所示的例子)，将正常波形的方向反转。

步骤S220，基于波形处理得到的波形，进行信号处理，以得到通讯监控所需的有效数据。通过信号处理，可以将波形进行提取，处理方式简单、处理效果高。

在一个实施方式中，可以通过信号处理芯片(例如：MCU)的串行通讯接口，将波形转化为有效数据。

例如：反相器U3的输出端连接至信号处理芯片。

步骤S230，对信号处理得到的有效数据进行上传。通过经有效数据上传给上位机，以实现对内外机通讯的监控，可以保证内外机通讯的安全、以及监控的及时性。

在一个实施方式中，可以通过另一串行通讯接口(例如：电脑的串口)，将有效数据上传至上位机(参见图6、图7所示的例子)。

例如：信号处理芯片的串口连接至上位机。

在步骤S130处，基于上传的有效数据，对变频空调器内外机通讯进行监控处理。通过上位机实现对内外机通讯的监控，监控效率高、监控效果好。

在一个实施方式中，可以通过上位机，对有效数据进行处理及应用。

经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过强电部分采集内外机零火线通讯数据，对该通讯数据进行相应的处理后，得到基于通讯监控所需有效数据，进而基于该有效数据进行通讯监控，大大降低了通讯监控的难度，也可以提升通讯监控的可靠性和精准性。

根据本实用新型的实施例，还提供了对应于变频空调器内外机零火线通讯监控装置的一种变频空调器内外机零火线通讯监控装置。参见图4所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。该装置至少包括：数据采集单元102、数据处理单元104和通讯监控单元106。

其中，数据采集单元102，用于对变频空调器强电部分进行采集，以得到内外机零火线的通讯数据。该数据采集单元102的具体功能及处理参见步骤S110。通过采集强电部分的通讯数据，可以大大提升通讯监控的精准性和可靠性。

在一个实施方式中，数据采集单元102，包括：波形产生模块1022。

其中，波形产生模块1022，包括：以串联方式接入内外机通讯连接线上的双向光电耦合器OC1(参见图6、图7所示的例子)，在内机或外机发送信号时，将该发送信号转化为波形；其中，无论该发送信号是从双向光电耦合器OC1的第一端(例如：A点)到第二端(例如：B点)，还是从双向耦合器OC1的第二端到第一端，双向光电耦合器OC1都会产生一个波形。通过在内外机通讯连接线上串入前端匹配有阻抗的双向光电耦合器OC1，采集内外机通讯数据，采集数据全面、可靠，而且采集的方式简单、通用性好。

其中，在双向光电耦合器OC1的前端，匹配设置有相应的阻抗R1(参见图6、图7所示的例子)，以避免对内外机正常通讯造成影响。

其中，数据处理单元104，用于基于采集得到的通讯数据，进行数据处理，以得到通讯监控所需的有效数据并上传。该数据处理单元104的具体功能及处理参见步骤S120。通过对采集到的通讯数据进行数据处理，可以保证通讯监控所需有效数据的精准性和可靠性，进而提升通讯监控的监控效果。

在一个实施方式中，数据处理单元104，包括：波形处理模块1042、信号处理模块1044和数据上传模块1046。

其中，波形处理模块1042，用于对通讯数据进行波形处理，以得到与通讯数据一致的波形。该波形处理模块1042的具体功能及处理参见步骤S210。通过波形处理，可以对通讯数据进行初级处理，有利于提升通讯监控所需有效数据的可靠性和精准性。

下面结合图5所示本实用新型的装置中波形处理模块的一实施例的结构示意图，进一步说明波形处理模块1042的具体结构。波形处理模块1042，包括：波形跟随子模块10422、波形异常处理子模块10424和波形反相子模块10426。

其中，波形跟随子模块10422，用于基于与通讯数据对应的原波形，进行跟踪处理，以得到原波形的稳固波形。该波形跟随子模块10422的具体功能及处理参见步骤S310。

在一个实施方式中，波形跟随子模块10422，包括：跟随器，以对原波形进行跟踪，以加固原波形，使原波形更加稳定。

例如：跟随器可以包括：比较器U1，以及电阻R2、R3和R4。其中，电阻R2、R3依次连接在+5V电源与比较器U1的同相输入端之间，电阻R4连接在比较器U1的反相输入端与比较器U1的输出端之间。

其中，波形异常处理子模块10424，用于基于稳固波形，进行波形异常处理，以得到稳固波形中去除异常波形后的正常波形。该波形异常处理子模块10424的具体功能及处理参见步骤S320。

在一个实施方式中，波形异常处理子模块10424，包括：迟滞电路和正反馈回路，以去除稳固波形中的异常波形。例如：由于在实际硬件工作中总是会存在由于使用环境硬件干扰等，使得所得稳固波形(例如：方波)总是在高电平处会出现一个短暂的下降等异常问题；去除这些异常问题，可以提高所得正常波形的可靠性和稳定性。

其中，通过迟滞电路，可以解决波形在高电平时出现一个下降沿的波形。

其中，通过正反馈回路，可以降低迟滞电路的分辨率，使迟滞电路在双向光电耦合器OC1的第一端和第二端两个点进行反转，在过程中不处理波形。

例如：迟滞电路可以包括：比较器U2，以及电阻R5、R9和R10；正反馈回路可以包括：电阻R6、R7和R8。其中，电阻R5连接在比较器U1的输出端和比较器U2的反相输入端，电阻R9、R8依次连接在+5V电源与比较器U2的同相输入端之间，电阻R6连接在比较器U2的同相输入端与+5V之间，电阻R7连接在比较器U2的同相输入端与地之间，电阻R8、R9的公共端连接在比较器U2的输出端，电阻R10连接在比较器U2的输出端与反相器U3的输入端之间。

其中，波形反相子模块10426，用于基于正常波形，进行反相处理，以得到与通讯数据一致的波形。该波形反相子模块10426的具体功能及处理参见步骤S330。通过反相处理，调整波形的方向，使得通讯监控安全、可靠、精准。

在一个实施方式中，波形反相子模块10426，包括：反相器U3(参见图7所示的例子)，以将正常波形的方向反转。

信号处理模块1044，用于基于波形处理得到的波形，进行信号处理，以得到通讯监控所需的有效数据。该信号处理模块1044的具体功能及处理参见步骤S220。通过信号处理，可以将波形进行提取，处理方式简单、处理效果高。

在一个实施方式中，信号处理模块1044，包括：信号处理芯片，通过该信号处理芯片(例如：MCU)的串行通讯接口，将波形转化为有效数据。

例如：反相器U3的输出端连接至信号处理芯片。

数据上传模块1046，用于对信号处理得到的有效数据进行上传。该数据上传模块1046的具体功能及处理参见步骤S230。通过经有效数据上传给上位机，以实现对内外机通讯的监控，可以保证内外机通讯的安全、以及监控的及时性。

在一个实施方式中，数据上传模块1046，包括：另一串行通讯接口(例如：电脑的串口)，以将有效数据上传至上位机(参见图6、图7所示的例子)。

例如：信号处理芯片的串口连接至上位机。

其中，通讯监控单元106，用于基于上传的有效数据，对变频空调器内外机通讯进行监控处理。该通讯监控单元106的具体功能及处理参见步骤S130。通过上位机实现对内外机通讯的监控，监控效率高、监控效果好。

在一个实施方式中，通讯监控单元106，包括：上位机1062，以对有效数据进行处理及应用。

由于本实施例的装置所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图3所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，通过强电部分采集内外机零火线通讯数据，实现变频空调器内外机零火线通讯监控；连接更加简单，可以监控数据更加精准。

根据本实用新型的实施例，还提供了对应于变频空调器内外机零火线通讯监控系统的一种空调系统。该空调系统至少包括：以上所述的装置。

例如：参见图6-图8所示的例子，该空调系统进行内外机零火线通讯监控时，可以包括过程：

⑴将双向光耦前端匹配合适的阻抗R1后，将双向光耦以串联的方式将A、B两个端接入内外机通信连接线上，这样无论室内机还是外机发送数据，信号都会经过双向光耦。无论信号从A端到B端还是从B端到A端，双向光耦输出端都会产生一个波形。由于此部分串联在内外机零火线电路中，所以阻抗R1必须选择一个合适的值，否则将会影响内外机正常通讯。

其中，在双向光耦后端，同样也需要匹配合适的阻抗，以保证内外机按预设逻辑关系正常通讯。

⑵跟随器部分，将接收到的波形进行跟随，经过跟随器的波形更加稳定。

⑶波形异常处理部分(迟滞电路)，此部分主要是将波形中的异常波形去除掉；在实际硬件工作中总是会存在由于使用环境硬件干扰等我们得到的方波总是在高电平处会出现一个短暂的下降等异常问题。本次利用迟滞电路主要就是为了解决波形在高电平时出现一个下降沿的波形。

其中，电阻R6、R7、R8共同组成了一个正反馈回路，此电路(例如：正反馈回路)可以降低电路(例如：迟滞电路)的分辨率，使电路(迟滞电路)在A、B两个点进行反转，在过程中不处理波形，参见图8。

⑷经过前端的处理，将输出一个与原波形相反的波形，所以利用一个反相器将波形方向反转过来，得到一个与原波形一致的波形。再与芯片(例如：信号处理芯片，优选为MCU)串口连接，通过串口(例如：信号处理芯片的串行通讯接口)将波形转化为有效的数据，再通过芯片(例如：信号处理芯片)与电脑的串口(例如：另一串行通讯接口)发送至上位机进行处理及应用(例如：实现对变频空调器内外机零火线通讯监控)。

由于本实施例的空调器所实现的处理及功能基本相应于前述图4至图5所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，通过强电部分即内外机零火线采集内外机零火线通讯数据，将双向光耦前端匹配合适的阻抗后，将双向光耦(例如：双向光电耦合器)以串联的方式接入内外机通信连接线上，这样无论是内机或是外机发送信号时，我们的双向光耦都会将其信号转化为波形后提供后续电路进行处理，由于可能受电源谐波等影响光耦输出的波形并不能达到方波的预期效果，所以需要将光耦输出的波形再经过迟滞电路进行处理，迟滞电路处理后的电路再经过反相器转化，得到需要的波形经过芯片处理后，再经串口，发送至上位机进行处理及应用。该方案使得内外机零火线通讯监控线路的连接更加简单，可以达到监控数据更加精准的效果。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、装置、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种变频空调器内外机零火线通讯监控装置，其特征在于，包括：

数据采集单元，用于对变频空调器强电部分进行采集，以得到内外机零火线的通讯数据；

数据处理单元，用于基于采集得到的所述通讯数据，进行数据处理，以得到通讯监控所需的有效数据并上传；

通讯监控单元，用于基于上传的所述有效数据，对所述变频空调器内外机通讯进行监控处理。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，数据采集单元，包括：

波形产生模块，包括：以串联方式接入内外机通讯连接线上的双向光电耦合器，在内机或外机发送信号时，将所述发送信号转化为波形；其中，

在所述双向光电耦合器的前端，匹配设置有相应的阻抗。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，数据处理单元，包括：

波形处理模块，用于对所述通讯数据进行波形处理，以得到与所述通讯数据一致的波形；

信号处理模块，用于基于波形处理得到的所述波形，进行信号处理，以得到通讯监控所需的有效数据；

数据上传模块，用于对信号处理得到的所述有效数据进行上传。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，波形处理模块，包括：

波形跟随子模块，用于基于与所述通讯数据对应的原波形，进行跟踪处理，以得到所述原波形的稳固波形；

波形异常处理子模块，用于基于所述稳固波形，进行波形异常处理，以得到所述稳固波形中去除异常波形后的正常波形；

波形反相子模块，用于基于所述正常波形，进行反相处理，以得到与所述通讯数据一致的波形。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

波形跟随子模块，包括：

跟随器，以对所述原波形进行跟踪；

和/或，

波形异常处理子模块，包括：

迟滞电路和正反馈回路，以去除所述稳固波形中的异常波形；

和/或，

波形反相子模块，包括：

反相器，以将所述正常波形的方向反转。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，信号处理模块，包括：

信号处理芯片，通过该信号处理芯片的串行通讯接口，将所述波形转化为所述有效数据。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

数据上传模块，包括：

另一串行通讯接口，以将所述有效数据上传至上位机；以及，

通讯监控单元，包括：

上位机，以对所述有效数据进行处理及应用。

8.一种空调系统，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一所述的装置。