CN215058390U - 一种新型风机控制器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种新型风机控制器，包括：主控模块、模拟量输入输出模块、数字量输入输出模块、存储模块、485通信模块、以太网通信模块和无线通信模块，主控模块通过存储接口与存储模块连接，通过第一SPI接口与模拟量输入输出模块连接，通过第二与数字量输入输出模块连接，通过第一UART接口与485通信模块连接，通过第三SPI接口与以太网通信模块连接，主控模块还通过第二UART接口与无线通信模块连接，485通信模块用于根据设定的环境质量数据采集协议，采集环境质量参数。通过本申请，能够提高对节能风机控制的准确性和灵活性，进而提高风机控制器的综合节能水平，还有利于提高新型风机控制器的智能化和人性化，从而提高用户体验。
Description
技术领域
本申请涉及风机节能技术领域，特别是涉及一种新型风机控制器。
背景技术
在建筑系统中，节能风机是一种常见的节能装置，而节能风机的核心部件就是风机控制器。如何设计风机控制器的结构，从而满足现场环境需求，是个重要的技术问题。
目前的节能风机专用控制器能够提供现场编程环境，模拟量输入通道可以通过软件进行设定，并将温度通道或者湿度通道配置为4-20mA的电流通道或者0-10V的电压通道。模拟量输出通道也可以通过软件进行设定，将电磁阀输出通道或者变频器输出通道配置为4-20mA的电流通道或者0-10V的电压通道。这种灵活的配置方法，使得节能专用控制器能够适应更多的现场环境。
然而，目前的节能风机专用控制器虽然能够通过对现场部分环境参数进行采集，运算，从而实现风机控制，但是，目前的节能风机专用控制器并没有参与整个建筑物系统的调控，例如没有参与到整个楼宇的节能调控中，使得目前的节能风机专用控制器的综合节能水平不够高。
实用新型内容
本申请提供了一种新型风机控制器，以解决现有技术中节能风机专用控制器的综合节能水平不够高的问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
一种新型风机控制器，所述新型风机控制器包括：主控模块、模拟量输入输出模块、数字量输入输出模块、存储模块、485通信模块、以太网通信模块和无线通信模块，所述主控模块通过存储接口与存储模块连接，所述主控模块通过第一SPI(Serial PeripheralInterface，串行外设接口)接口与模拟量输入输出模块连接，所述主控模块通过第二SPI接口与数字量输入输出模块连接，所述主控模块通过第三SPI接口与以太网通信模块连接，所述主控模块通过第一UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口与485通信模块连接，所述主控模块通过第二UART接口与无线通信模块连接，所述485通信模块用于根据设定的环境质量数据采集协议，采集环境质量参数，所述环境质量参数包括：环境温度、环境湿度、二氧化碳浓度和总挥发性有机化合物浓度。
可选地，所述无线通信模块为2.4G无线ZigBee模块。
可选地，所述主控模块为STM32F103VC芯片。
可选地，所述存储模块为EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，带电可擦写可编程只读存储器)芯片。
可选地，所述485通信模块包括：SP3485芯片、第一保护电阻、第二保护电阻、第一保护二极管和第二保护二极管，所述第一保护电阻、第二保护电阻、第一保护二极管和第二保护二极管构成保护电路，所述SP3485芯片的输出端经由第一保护电阻和第一保护二极管接地，所述SP3485芯片的输出端还经由第二保护电阻和第二保护二极管接地。
可选地，所述以太网通信模块中包括W5500以太网芯片。
可选地，所述数字量输入输出模块中设置有高速光耦隔离电路和驱动芯片，所述高速光耦隔离电路设置于数字量输入输出模块的输入端和主控模块之间，所述驱动芯片设置于数字量输入输出模块的输出端。
可选地，所述驱动芯片为ULN2803芯片。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请提供一种新型风机控制器，该新型风机控制器主要包括：主控模块、模拟量输入输出模块、数字量输入输出模块、存储模块、485通信模块、以太网通信模块以及无线通信模块，其中主控模块上设置有一些接口。这些接口主要包括：第一SPI接口、第二SPI接口、第三SPI接口、第一UART接口、第二UART接口、存储接口。本实施例中485通信模块能够根据设定的环境质量数据采集协议进行环境质量参数采集，485通信模块的设置，使得整个新型风机控制器增加环境质量采集功能，及时获取节能风机所处的环境参数信息，为后续的节能风机控制提供更多参数依据，有利于提高对节能风机控制的准确性，进而提高风机控制器的综合节能水平，还有利于提高新型风机控制器的智能化和人性化，从而提高用户体验。
本实施例在新型风机控制器中同时设置以太网通信模块和无线通信模块，从而在原有的串行通信基础上增加以太网通信和无线通信。当新型风机控制器所处的环境有以太网通信条件时，可以通过以太网通信模块直接接入楼宇监控系统，与楼宇监控系统共享数据，对建筑环境进行综合分析。当新型风机控制器所处的环境没有以太网通信条件时，通过无线通信模块与楼宇监控系统进行通信和数据共享。这种结构设计，能够有效提高新型风机控制器的灵活性和对环境的适应性，确保任何环境下都可以准确而及时地参与到整个建筑物系统的调控中，有利于提高新型风机控制器的综合节能水平。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种新型风机控制器的结构示意图；
图2为本申请实施例中STM32F103VC芯片作为主控模块的电路原理图；
图3-1为本申请实施例中模拟量输入部分的电路原理图；
图3-2为本申请实施例中模拟量输出部分的电路原理图；
图4-1为本申请实施例中数字量输入部分的电路原理图；
图4-2为本申请实施例中数字量输入出部分的电路原理图；
图5为本申请实施例中485通信模块的电路原理图；
图6为本申请实施例中以太网通信模块的电路原理图；
图7为本申请实施例中存储模块的电路原理示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
为了更好地理解本申请，下面结合附图来详细解释本申请的实施方式。
参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种新型风机控制器的结构示意图。由图1可知，本实施例中的新型风机控制器主要包括：主控模块、模拟量输入输出模块、数字量输入输出模块、存储模块、485通信模块、以太网通信模块以及无线通信模块。其中，主控模块上设置有多个接口。这些包括：存储接口、第一SPI接口、第二SPI接口、第三SPI接口、第一UART接口和第二UART接口。
其中，主控模块通过第一SPI接口与模拟量输入输出模块连接，本实施例中的模拟量输入输出模块主要包括：温湿度传感器、电磁阀以及变频器等。可以根据不同的用户需求，选择连接不同的模拟量输入输出模块。
本实施例中的主控模块可以采用32位的基于ARM平台的STM32F103处理器，具体可以采用STM32F103VC芯片。多个接口为芯片上的不同引脚。STM32F103VC芯片作为主控模块的电路原理图可以参见图2。主控模块中运行主控程序，也称新型风机控制系统，本实施例中主控程序采用现有技术中的控制程序，在此不再赘述。
本实施例采用STM32F103VC芯片作为主控模块，由于STM32F103VC芯片接口丰富，处理速度快且稳定性高，有利于提高新型风机控制器的稳定性和处理效率，而且其丰富的接口能够匹配本实施例所增加的各种接口，从而及时将采集到的数据经由以太网通信模块或无线通信模块共享至整个建筑物调控系统中，有利于提高节能风机的综合节能水平。
本实施例中模拟量输入部分的电路原理图可以参见图3-1所示；模拟量输出部分的电路原理图可以参见图3-2所示。由图3-1和图3-2可知，本实施例中的模拟量输入输出模块主要包括：模拟量输入部分和模拟量输出部分，这两部分和主控模块通过第一SPI节课连接，用来接入模拟量信号传感器所采集的数据，以及输出模拟量信号对变频器和电磁阀进行控制。
继续参见图1可知，本实施例中主控模块通过第二SPI接口与数字量输入输出模块连接。本申请实施例中数字量输入部分的电路原理图参见图4-1所示，数字量输入出部分的电路原理图参见图4-2所示。由图4-1可知，数字量输入输出模块中设置有高速光耦隔离电路，高速光耦隔离电路设置于数字量输入输出模块的输入端和主控模块之间，共有四路高速光耦隔离电路U300、U301、U302和U303，光耦两边的电路是隔离的，这种结构设计，能够有效避免数字量输入对主控模块内部电路造成损坏，既能够确保信号的高速传输，又能够保证电路的安全可靠，从而提高整个新型风机控制器的稳定性和可靠性。
由图4-2可知，数字量输入输出模块中还设置有驱动芯片，驱动芯片设置于数字量输入输出模块的输出端。驱动芯片的设置，能够确保数字量输入输出模块输入端的8路输出符合要求。本实施例中的驱动芯片可以采用图4-2中的ULN2803芯片。ULN2803芯片具有耐压高、电流大的特点，作为驱动芯片，其驱动能力高、稳定性强，有利于提高整个新型风机控制器的稳定性和工作效率。且该芯片内部集成有二极管，有利于减少外围元器件，简化电路。
继续参见图1可知，主控模块通过第一UART接口与485通信模块连接，主控模块通过第三SPI接口与以太网通信模块连接，主控模块通过第二UART接口与无线通信模块连接。
其中，485通信模块用于根据设定的环境质量数据采集协议，采集环境质量参数，环境质量参数包括：环境温度、环境湿度、二氧化碳浓度和总挥发性有机化合物浓度，总挥发性有机化合物也就是TVOC。
本申请实施例中485通信模块的电路原理图可以参见图5所示，由图5可知，本实施例中的485通信模块包括：SP3485芯片和保护电路，保护电路中设置有第一保护电阻R01、第二保护电阻R02、第一保护二极管D5和第二保护二极管D4。SP3485芯片的输出端经由第一保护电阻R01和第一保护二极管D5接地，SP3485芯片的输出端还经由第二保护电阻R02和第二保护二极管D4接地。
本实施例中第一UART接口与485通信模块的设置，使得新型风机控制器相比于现有技术增加了环境质量采集功能，有利于为后续的节能风机控制提供更多的参数依据，从而提高节能风机控制的准确性和综合节能水平。
本实施例中以太网通信模块主要由一片型号为W5500以太网芯片组成，W5500以太网芯片支持高速标准4线SPI接口与主控模块进行通信，且支持TCP、UDP等多种通信协议，支持8路独立硬件Socket同时通信，通信效率互不影响，支持掉电模式、网络唤醒，通信可靠性高，因此，本实施例中以太网通信模块的设置，当新型风机控制器所处的环境有以太网通信条件时，可以通过以太网通信模块直接接入楼宇监控系统，与楼宇监控系统共享数据，对建筑环境进行综合分析。采用W5500以太网芯片作为以太网通信模块，能够进一步提高通信效率和通信的稳定性。本申请实施例中以太网通信模块的电路原理图可以参见图6所示。
本实施例中无线通信模块可以采用2.4G无线ZigBee模块。2.4G无线ZigBee模块的采用，既能够保证一定通信距离内通信的可靠性，又能够提高通信效率，有利于提高新型风机控制器的稳定性。
继续参见图1可知，本实施例的主控模块还通过存储接口与存储模块连接。存储模块可以采用EEPROM芯片，存储接口采用IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)接口。本申请实施例中存储模块的电路原理示意图可以参见图7所示。存储模块的设置，能够确保将整个新型风机控制器的运行参数和配置参数进行定时保存，并对新型风机控制器所采集的数据进行整合存储形成数据记录，便于后续查询和调用。
本实施例中新型风机控制器的工作过程如下：
1)新型风机控制系统初始化；
2)通过模拟量输入输出模块进行模拟量输入信号采集，并通过485通信模块进行环境质量参数采集；
3)通过主控模块判断当前控制模式为远程控制还是本地控制；
4)如果是远程控制，通过以太网模块或者无线通信模块进行远程数据通信，上传本地数据，等待远程平台控制指令，进行通信数据交互；
5)如果是本地控制，通过以太网模块或者无线通信模块从远程平台获取全面环境数据，和本地数据整合，通过本地控制器发出控制命令；
6)对远程控制和本地控制后的通信数据进行数据整合处理，并通过存储模块进行数据存储；
7)根据现场实际情况，通过模拟量输入输出模块输出模拟量信号，或者通过数字量输入输出模块输出数字信号，对风机进行控制。
如果风机是变频风机，则通过模拟量输入输出模块输出模拟量信号。如果风机是干节点风机，则通过数字量输入输出模块输出数字信号。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种新型风机控制器，其特征在于，所述新型风机控制器包括：主控模块、模拟量输入输出模块、数字量输入输出模块、存储模块、485通信模块、以太网通信模块和无线通信模块，所述主控模块通过存储接口与存储模块连接，所述主控模块通过第一SPI接口与模拟量输入输出模块连接，所述主控模块通过第二SPI接口与数字量输入输出模块连接，所述主控模块通过第三SPI接口与以太网通信模块连接，所述主控模块通过第一UART接口与485通信模块连接，所述主控模块通过第二UART接口与无线通信模块连接，所述485通信模块用于根据设定的环境质量数据采集协议，采集环境质量参数，所述环境质量参数包括：环境温度、环境湿度、二氧化碳浓度和总挥发性有机化合物浓度。
2.根据权利要求1所述的一种新型风机控制器，其特征在于，所述无线通信模块为2.4G无线ZigBee模块。
3.根据权利要求1所述的一种新型风机控制器，其特征在于，所述主控模块为STM32F103VC芯片。
4.根据权利要求1所述的一种新型风机控制器，其特征在于，所述存储模块为EEPROM芯片。
5.根据权利要求1所述的一种新型风机控制器，其特征在于，所述485通信模块包括：SP3485芯片、第一保护电阻、第二保护电阻、第一保护二极管和第二保护二极管，所述第一保护电阻、第二保护电阻、第一保护二极管和第二保护二极管构成保护电路，所述SP3485芯片的输出端经由第一保护电阻和第一保护二极管接地，所述SP3485芯片的输出端还经由第二保护电阻和第二保护二极管接地。
6.根据权利要求1所述的一种新型风机控制器，其特征在于，所述以太网通信模块中包括W5500以太网芯片。
7.根据权利要求1所述的一种新型风机控制器，其特征在于，所述数字量输入输出模块中设置有高速光耦隔离电路和驱动芯片，所述高速光耦隔离电路设置于数字量输入输出模块的输入端和主控模块之间，所述驱动芯片设置于数字量输入输出模块的输出端。
8.根据权利要求7所述的一种新型风机控制器，其特征在于，所述驱动芯片为ULN2803芯片。
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| CN202120926926.9U CN215058390U (zh) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | 一种新型风机控制器 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114253323A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-29 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 风机控制系统及其控制方法 |
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2021
- 2021-04-30 CN CN202120926926.9U patent/CN215058390U/zh not_active Expired - Fee Related
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