CN205261832U - 一种分体式空调智能管理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分体式空调智能管理器，属于物联网领域。该分体式空调智能管理器包括通断电模块和控制模块，通断电模块和控制模块之间通过网线连接。通断电模块给空调和控制模块供电，同时检测空调的“打开运行”和“关闭待机”状态；控制模块包括MCU控制电路、存储电路、温湿度采集电路、红外接收发射电路、通信电路、电平转换电路、人机交互单元；控制模块根据设定的参数和检测的环境参数对比后智能自动化控制空调的运行状态，这样既能提高生活的便捷性和舒适度，也能对空调智能化管理后实现有效地节能减排。

Description

一种分体式空调智能管理器

技术领域

本实用新型属于物联网领域，特别涉及一种分体式空调智能自动化管理装置。

背景技术

近几年来，随着计算机网络技术的不断发展以及与其他技术的交叉应用，物联网(InternetofThings)的概念被提出并受到高度重视。现阶段，物联网技术被广泛应用于人们的工业生产和日常生活中，为人们的生产和生活提供便利和服务。空调的远程智能控制是物联网一部分，但目前的空调控制基本是通过遥控器，人在现场“机械式”地操控，这不但给生活带来很大的不便，降低生活舒适度，还会浪费能源。例如，用户下班回家时，能提前设定好空调的开机时间和温湿度，或通过远程发一条指令给空调，空调收到指令后提前打开空调，这样用户到家的时候房间温湿度就可以达到要求了，这种管理给用户带来了很舒适的生活；再比如电梯机房的空调管理，物业一般根据环境温度，每天安排专人去开、关空调；或者为了节省人力，在传统认为温度较高的时间内(5月份到10月份)，让空调一直开着，造成了很大的人力浪费和能源浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述问题，提出一种分体式空调智能管理器，本实用新型结构简单，可靠性高，为人们的生活提供智能化服务，同时有效地实现节能减排。

本实用新型为了达到上述目的提供的技术方案是：本实用新型提出的一种分体式空调智能管理器，其特征在于，该管理器包括通断电模块和控制模块，通断电模块和控制模块之间通过网线连接。

所述的通断电模块包括交流电接线端、功率检测电路、控制模块供电电路、功率检测供电电路。其连接关系为：功率检测电路的输出端和交流电接线端连接，其输入端与市电供电端连接(即市交流电经过功率检测电路后再到交流电接线端)，其功率信号输出端通过网线与MCU控制电路相应I/O端口连接；功率检测供电电路输入端和交流电接线端连接，其输出端连接到功率检测电路；控制模块供电电路的输入端和交流电接线端连接，其输出端通过网线连接到控制模块中电平转换电路的输入端。其中，功率检测电路检测计算空调的功率，再把功率信号传送到控制电路，控制电路根据该功率和保存的空调“待机功率”大小对比来判断空调是“打开运行”状态还是“关闭待机”状态；控制模块供电电路和功率检测供电电路分别给控制模块和功率检测电路供电；同时通过交流电接线端也给空调供电。

所述的控制模块包括MCU控制电路、存储电路、温湿度采集电路、红外接收发射电路、通信电路、人机交互单元、电平转换电路；所述存储电路、温湿度采集电路、红外接收发射电路、通信电路、人机交互单元分别与MCU控制电路的相应I/O端口连接；电平转换电路的输出端分别与MCU控制电路、存储电路、温湿度采集电路、红外接收发射电路、通信电路、人机交互单元这些电路相应的电源端连接；其中：

MCU控制电路依据预设定好的控制指令或远程发送的控制指令，自动控制空调的运行状态，使空调运行在“制热”或“制冷”、“除湿”状态，同时控制空调在“打开运行”状态或“关闭待机”状态。

存储电路保存本设备运行所需的基本参数，例如，不同品牌和规格型号的空调对应的红外编码，现场或远程设置的定时开关时间、温湿度门限等。

温湿度采集电路采集空调工作环境的温湿度，把采集到的数据传送给MCU控制电路，用与设定的温湿度比较，作为MCU控制电路发指令的依据之一。

红外接收发射电路将采集的空调遥控器的红外码信号，传送给MCU控制电路，MCU控制电路通过分析红外码信号所对应的编码后并将其保存到存储电路；红外接收发射电路又依据MCU控制电路的指令发射红外码信号，控制空调的运行状态。

通信电路实现MCU控制电路与PC(或其它设备)的通信，通信电路把PC(或其它设备)控制指令和数据传送给MCU控制电路；同时通信电路把MCU控制电路的运行参数传送给PC(或其它设备)；实现远程化自动管理空调。

电平转换电路是把来自通断电模块中控制模块供电电路12V电压信号转换成3.3V的电压信号，为控制模块中其它电路提供工作电源。

所述的人机交互单元，采用按键和触摸显示屏两种交互模式，实现了现场对时间、温湿度参数设定和对空调类型匹配的学习自适应。

本实用新型采用上述方案后的特点和有益效果：

解决了现有的分体式空调无法根据用户需求智能自动化控制空调，需要人在现场“机械式”地操控空调这一问题。从而提高了生活的便利性、实现了生活的智慧化、实现了有效地节能减排。

附图说明

图1是本实用新型分体式空调智能管理器的结构框图。

图2是本实用新型通断电模块的结构框图。

图3是本实用新型控制模块的结构框图。

图4是本实用新型控制模块的工作流程图。

具体实施方式

结合附图及实施例对本实用新型详细说明如下：

本实用新型提出的一种分体式空调智能管理器，如图1所示，包括通断电模块和控制模块，通断电模块和控制模块之间通过网线连接，通断电模块与空调通过电源线连接。

本实用新型的上述各部分的实施例组成及功能详细说明如下：

本实用新型所述的通断电模块，如图2所示，该模块包括交流电接线端、功率检测电路、控制模块供电电路、功率检测供电电路，其连接关系为：功率检测电路的输出端和交流电接线端相连，其输入端和市电供电端连接(即市交流电经过功率检测电路后再到交流电接线端)，其功率信号输出端通过网线与MCU控制电路相应I/O端口连接；功率检测供电电路输入端和交流电接线端子连接，其输出端连接到功率检测电路；控制模块供电电路的输入端连接到交流电接线端，其输出端通过网线连接到控制模块中电平转换电路的输入端。其中，功率检测电路检测计算空调的功率，再把功率信号通过网线传送到控制电路，控制电路根据该功率和保存的空调“待机功率”大小对比来判断空调是“打开运行”状态还是“关闭待机”状态；控制模块供电电路和功率检测供电电路分别给控制模块和功率检测电路供电；同时通过交流电接线端也给空调供电。

本实用新型所述的通断电模块中元器件的具体实施方式分别如下：

交流电接线端采用铜接线端子，具体选材与被控制的空调功率相匹配即可。

功率检测电路主要是由CSE7759/CSE7758单相多功能计量芯片及其相应的外围电路组成，功率检测电路用于检测计算空调的功率，并将功率信号传送到控制模块中。

控制模块供电电路主要是由CL1105原边反馈控制器及其相应的外围电路组成，用于给控制模块供电。

功率检测供电电路采用常规的阻容分压电路，用于给功率检测电路供电。

本实用新型所述的控制模块，如图3所示，包括MCU控制电路、存储电路、温湿度采集电路、红外接收发射电路、通信电路、人机交互单元、电平转换电路；所述存储电路、温湿度采集电路、红外接收发射电路、通信电路、人机交互单元分别与MCU控制电路的相应I/O端口连接；电平转换电路的输出端分别与MCU控制电路、存储电路、温湿度采集电路、红外接收发射电路、通信电路、人机交互单元这些电路相应的电源端连接。

本实用新型的控制模块中元器件的具体实施方式如下：

MCU控制电路采用STM32F030C8T6型号及其外围电路组成，MCU控制电路依据预设定好的控制指令或远程发送的控制指令，自动控制空调的运行状态，使空调运行在“制热”或“制冷”、“除湿”状态，同时控制空调在“打开运行”状态或“关闭待机”状态。

存储电路采用FLASH存储芯片W25Q64，保存本设备运行所需的基本参数，例如，不同品牌和规格型号的空调对应的红外编码，现场或远程设置的定时开关时间、温湿度门限等。

温湿度采集电路的温湿度传感器型号采用SI7020-A10-GMR，温湿度采集电路采集空调工作环境的温湿度，把采集到的数据传送给MCU控制电路，用与设定的温湿度比较，作为MCU控制电路发指令的依据之一。

红外接收发射电路的红外接收芯片型号采用HS0038B，红外发射器件型号采用波长880nm红外LED，红外接收发射电路将采集的空调遥控器的红外码信号，传送给MCU控制电路，MCU控制电路通过分析红外码信号所对应的编码后并将其保存到存储电路；红外接收发射电路又依据MCU控制电路的指令发射红外码信号，控制空调的运行状态。

通信电路的通信模块采用MAX3485和RT2870，通信电路把PC(或其它设备)控制指令和数据传送给MCU控制电路；同时通信电路把MCU控制电路的运行参数(系统时间、环境温湿度等)传送给PC(或其它设备)；实现远程化自动管理空调。

人机交互单元采用轻触按键和ILI9341，通过键盘和触摸显示屏两种交互模式，实现现场对时间、温湿度参数设定和对空调类型匹配的学习自适应。

电平转换电路采用AMS1117-3.3，将来自通断电模块12V电压信号转换成3.3V的电压信号，为控制模块中其它电路提供工作电源。

本实用新型的工作原理及工作过程如图4所示，包括如下：

给本实用新型分体式空调智能管理器的通断电模块供给市电之后，相应地空调也就通电。空调通电后(第一次使用本设备时，将空调遥控器对准本设备，按空调遥控器上任意按键，发射红外码信号，本设备通过红外接收发送电路，接收该信号，MCU控制电路经过智能运算和分析，查找出存储在存储电路中的红外编码与被管理的空调遥控器相对应的红外编码，查找出红外编码，以便本设备辨识和记住自己所管理空调的型号规格；之后本设备发射一次“关空调”红外码信号，将空调关闭，功率检测模块检测空调待机时的功率，把空调待机时的功率数据传送给控制电路以便保存。之后就不再进行这两项操作，如果要管理不同型号规格的空调，需要再次进行该两项操作)，本设备中各模块初始化。

MCU控制电路读取本设备工作环境温湿度、系统时间和检测电路检测到的空调功率。之后MCU控制电路持续监测：本实施例MCU控制电路定时每5分钟，读取功率检测电路检测到的功率信号，与保存的空调待机功率比较，判断空调的运行状态(检测到的功率大于保存的空调待机功率，空调在“打开运行”状态；检测到的功率小于或等于保存的空调待机功率，空调在“关闭待机”状态)；每1分钟，读一次温湿度和系统时间，与设置的开空调时间和温湿度比较，比较结果如下：

(1)在设置开空调的时间之内，此时，MCU控制电路读取功率检测电路检测的空调功率，与保存的空调待机功率比较，判断空调的工作状态：如果空调在“打开运行”状态，MCU控制电路不给空调发送指令；如果空调在“关闭待机”状态，MCU控制电路读取保存的“开空调”红外编码，控制红外接收发射电路，发射“开空调”红外码信号，打开空调。

(2)在设置的开空调的时间之外，此时，MCU控制电路把读取的温湿度与预设的温湿度门限(例如温度25℃，湿度在50％，该温湿因人而宜，根据自己的需要调整)作比较：如果符合设置的温湿度门限条件，MCU控制电路读取功率判断空调是否在“打开运行”状态，如果不是，就发送“开空调”红外码信号给空调让其打开。如果不符合设置的温湿度门限条件，控制模块读取功率判断空调是否在“关闭待机”状态，如果不是，就发送“关空调”红外码信号给空调让其关闭。具体分“制冷模式”、“制热模式”和“除湿模式”三种：

制冷模式：

①温度高于预设的温度：MCU控制电路读取功率判断空调状态：如果空调在“关闭待机”状态，MCU控制电路读取保存的“开空调”红外编码，控制红外接收发射电路，发射“开空调”红外码信号，给空调让其打开，此时检测功率，判断空调状态，如果空调未被打开，则继续该操作直到空调打开。如果空调在“打开运行”状态，MCU控制电路不给空调发送指令。

②温度低于预设的温度：MCU控制电路读取功率判断空调状态：如果空调在“关闭待机”状态，MCU控制电路不给空调发送指令；如果空调在“打开运行”状态，此时温度低于预设温度一定值(例如5℃或10℃)，读取保存的“关空调”红外编码，控制红外接收发射电路，发射“关空调”红外码信号给空调让其关闭，此时检测功率，判断空调状态，如果空调未被关闭，则继续该操作直到空调关闭。

制热模式：

①温度低于预设的温度：MCU控制电路读取功率判断空调状态：如果空调在“关闭待机”状态，读取保存的“开空调”红外编码，控制红外接收发射电路，发射“开空调”红编码信号给空调让其打开，此时检测功率，判断空调状态，如果空调未被打开，则继续该操作直到空调打开；如果空调在“打开运行”状态，MCU控制电路不给空调发送指令。

②温度高于预设的温度：MCU控制电路读取功率判断空调状态：如果空调在“关闭待机”状态，MCU控制电路不给空调发送指令；如果空调在“打开运行”状态，此时温度高于预设温度一定值(比如5℃或10℃)，读取保存的“关空调”红外编码，控制红外接收发射电路，发射“关空调”红外码信号给空调让其关闭，此时检测功率，判断空调状态，如果空调未被关闭，则继续该操作直到空调关闭。

除湿模式：

①湿度高于预设的湿度：MCU控制电路读取功率判断空调状态：如果空调在“关闭待机”状态，MCU控制电路读取保存的“开空调”红外编码，控制红外接收发射电路，发射“开空调”红外码信号，给空调让其打开，此时检测功率，判断空调状态，如果空调未被打开，则继续该操作直到空调打开。如果空调在“打开运行”状态，MCU控制电路不给空调发送指令。

②湿度低于预设的湿度：MCU控制电路读取功率判断空调状态：如果空调在“关闭待机”状态，MCU控制电路不给空调发送指令；如果空调在“打开运行”状态，此时湿度低于预设湿度一定值(例如10％)，读取保存的“关空调”红外编码，控制红外接收发射电路，发射“关空调”红外码信号给空调让其关闭，此时检测功率，判断空调状态，如果空调未被关闭，则继续该操作直到空调关闭。

上述控制模块的控制流程由本领域的编程人员根据常规技术编制而成，并预先嵌入MCU控制电路中即可。

Claims (3)

1.一种分体式空调智能管理器，其特征在于，该管理器包括通断电模块和控制模块，通断电模块和控制模块之间通过网线连接；该通断电模块包括交流电接线端、功率检测电路、控制模块供电电路、功率检测供电电路；其连接关系为：功率检测电路的输出端和交流电接线端连接，其输入端与市电供电端连接，其功率信号输出端通过网线与MCU控制电路相应I/O端口连接；功率检测供电电路输入端和交流电接线端连接，其输出端连接到功率检测电路；控制模块供电电路的输入端和交流电接线端连接，其输出端通过网线连接到控制模块中电平转换电路的输入端。

2.根据权利要求1所述的管理器，其特征在于，该控制模块包括MCU控制电路、存储电路、温湿度采集电路、红外接收发射电路、通信电路、人机交互单元、电平转换电路；所述存储电路、温湿度采集电路、红外接收发射电路、通信电路、人机交互单元分别与MCU控制电路相应I/O端口连接；电平转换电路的输出端分别与MCU控制电路、存储电路、温湿度采集电路、红外接收发射电路、通信电路、人机交互单元这些电路相应的电源端连接。

3.根据权利要求2所述的管理器，其特征在于，所述人机交互单元采用按键和触摸显示屏两种交互器件。