專利名稱：空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空調(diào)溫度控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟發(fā)展和生活水平的提高，空調(diào)已成為辦公和家庭生活的必需品。尤其近 年來全球溫室效應(yīng)日益嚴重、各地持續(xù)高溫，空調(diào)的使用為人們衣食住行減輕了酷暑。但同 時空調(diào)的使用使得能源日益匱乏、用電日益緊張。為此，2008年7月1日中國住房和城鄉(xiāng) 建設(shè)部出臺了《(公共建筑室內(nèi)溫度控制管理辦法》。該管理辦法規(guī)定“除醫(yī)院等特殊單位 以及在生產(chǎn)工藝上對室內(nèi)溫度有特定要求的公共建筑外，公共建筑夏季室內(nèi)溫度不得低于 26°C，冬季室內(nèi)溫度不得高于20°C。為加強室溫控制，辦法規(guī)定新建公共建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè) 計時，設(shè)計單位應(yīng)嚴格按照相關(guān)標準設(shè)計?？照{(diào)房間均應(yīng)具備溫度控制功能?？照{(diào)系統(tǒng)無 溫度監(jiān)測與控制設(shè)施的建筑，其所有權(quán)人或使用人應(yīng)根據(jù)建筑的現(xiàn)狀，選擇合適的室溫控 制設(shè)施改造方式。”因此控制空調(diào)溫度成為勢在必行的當務(wù)之急。控制空調(diào)溫度，不但能夠節(jié)約減排， 還有利于身體健康。實踐證明，人體感覺舒適的室內(nèi)溫度夏季在24-28°C，冬季在18-22°C， 可是目前大多數(shù)公共建筑夏季空調(diào)溫度調(diào)得很低，冬季又溫度過高，甚至出現(xiàn)“冬天穿短 袖，夏天穿外套”的怪現(xiàn)象。這不但浪費能源，同時舒適性很差，是導(dǎo)致空調(diào)病發(fā)生的主要原 因。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何根據(jù)室內(nèi)溫度自動控制空調(diào)溫度，以節(jié)能減 排、防止空調(diào)病的發(fā)生。( 二 )技術(shù)方案為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括采集模塊， 與控制模塊相連，用于實時采集環(huán)境溫度，并將采集到的溫度信號發(fā)送到所述控制模塊；控 制模塊，用于根據(jù)所述溫度信號判斷環(huán)境溫度是否高于高溫閾值或低于低溫閾值，并在高 于高溫閾值時向執(zhí)行模塊發(fā)送合閘命令，關(guān)閉空調(diào)電源，在低于低溫閾值時發(fā)送分閘命令， 切斷空調(diào)電源。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括執(zhí)行模塊，與所述控制模塊以及空調(diào)電源相連，用于根據(jù) 所述合閘命令關(guān)閉空調(diào)電源，根據(jù)所述分閘命令切斷空調(diào)電源。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括驅(qū)動模塊，與所述控制模塊相連，用于驅(qū)動所述執(zhí)行模塊。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括顯示模塊，與所述控制模塊相連，用于實時顯示所述采集 模塊發(fā)送至所述控制模塊的溫度信號所對應(yīng)的溫度。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括報警模塊，與所述控制模塊相連，用于在所述控制模塊判 斷環(huán)境溫度高于高溫閾值時或低于低溫閾值時發(fā)出報警提示。
優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括電源模塊，用于為所述控制模塊以及與所述控制模塊相連 的各模塊供電。優(yōu)選地，所述采集模塊為測量范圍為-55°C _125°C、精度為0. 5°C的數(shù)字溫度傳感
ο優(yōu)選地，所述控制模塊為單片機。優(yōu)選地，所述電源模塊為使用USB取電、且提供5V直流電壓的電源。(三)有益效果本發(fā)明的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)以單總線數(shù)字溫度專用傳感器DS18B20為主要采集 單元，以STC89C52單片機為控制核心，其電路結(jié)構(gòu)簡潔，測量精度高，抗干擾能力強，功耗 低，便于擴展、性價比高。不僅適用于民用家居場合，也可工作于環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場實時 檢測和監(jiān)控。根據(jù)室內(nèi)溫度，自動切換空調(diào)的電源開關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)考慮節(jié)能減排以響應(yīng)國家 倡導(dǎo)的低碳生活，對社會經(jīng)濟發(fā)展和安全生產(chǎn)具有重要的意義，又能防止空調(diào)病的發(fā)生。


圖1為依照本發(fā)明一種實施方式的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為依照本發(fā)明一種實施方式的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)中采集模塊的電路圖；圖3為依照本發(fā)明一種實施方式的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)中顯示模塊的電路圖；圖4為依照本發(fā)明一種實施方式的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)中電源模塊的電路圖；圖5為依照本發(fā)明一種實施方式的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的軟件流程圖。
具體實施例方式對于本發(fā)明所提出的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，結(jié)合附圖和實施例詳細說明。如圖1所示，依照本發(fā)明一種實施方式的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括采集模 塊，與控制模塊相連，用于實時采集環(huán)境溫度，并將采集到的溫度信號發(fā)送到控制模塊；控 制模塊，用于根據(jù)采集模塊發(fā)送的溫度信號判斷環(huán)境溫度是否高于高溫閾值或低于低溫閾 值，并在高于高溫閾值時向執(zhí)行模塊發(fā)送合間命令，關(guān)閉空調(diào)電源，在低于低溫閾值時向執(zhí) 行模塊發(fā)送分閘命令，切斷空調(diào)電源。此外，該系統(tǒng)還包括與控制模塊相連的執(zhí)行模塊、顯示模塊、報警模塊以及電源模 塊。其中，作為該系統(tǒng)控制模塊的核心的優(yōu)選為一款高速、低功耗的STC89C52單片 機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，增強型6時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期 可任意選擇，片內(nèi)集成8KFLASH，512字節(jié)RAM，2K大容量EEPR0M，以及強大豐富的外圍接口 (三個16位定時器，32個可編程I/O 口線，8個中斷源，雙工UART串行通道、低功耗空閑和 掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符)等，具有超強抗干 擾能力。采集模塊優(yōu)選為能對_55°C 125°C范圍內(nèi)的各種環(huán)境溫度進行精確測量、精確 度為0.5°C的高精度溫度傳感器DS18B20。傳統(tǒng)的溫度檢測大多以熱敏電阻為傳感器，但 熱敏電阻可靠性差，測量溫度率低，且必須經(jīng)過專門的接口電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后才能進 行處理。為解決這個問題，因此，本實施方式采用了 DALLAS公司生產(chǎn)的單總線專用數(shù)字溫度傳感器，它具有微型化，低功耗，高性能，高抗干擾能力等優(yōu)點，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行 數(shù)字信號進行處理，其測溫范圍為_55°C至125°C，可編程為9至12位A/D轉(zhuǎn)化精度，對應(yīng) 的可辨溫度分別為0. 5°C、0. 25°C、0. 125°C、0. 0625°C，被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量 方式串行輸出，非常適應(yīng)于遠程多點溫度檢測系統(tǒng)，DS18B20具有3弓丨腳T0-92小體積封裝 形式，引腳排如圖2所示，圖中DS18B20,1腳接地，2腳上接一個IOK的電阻，圖中Pl. 3接 STC89C51單片機端口 1的BIT3位。由于DS18B20采用I-WIRE總線協(xié)議方式即在一根數(shù)據(jù) 線上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴格的時序要求，DS18B20有嚴格的 通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號的時序初始化 時序、讀時序、寫時序所有時序都是將單片機作為主機，DS18B20作為從機。而每一次命令 和數(shù)據(jù)的傳輸是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求從機回送數(shù)據(jù)，在進行寫命令后，主 機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在前。執(zhí)行模塊與空調(diào)電源相連，用于根據(jù)控制模塊發(fā)送的合閘命令，關(guān)閉空調(diào)電源，根 據(jù)分閘命令切斷空調(diào)電源。本實施方式中采用5V直流繼電器作為弱電控制強電的接口，即 執(zhí)行模塊，該繼電器采用單組控制，并接有續(xù)流二極管，空調(diào)的火線接繼電器的常開觸點， 當室內(nèi)溫度27度以上時，單片機發(fā)出指令，Pl. 1 口低電平，繼電器吸合，空調(diào)電源自動合 閘。當室內(nèi)在25度以下時，繼電器停止工作，強制斷開空調(diào)電源。為提高單片機Pl. 1端口的驅(qū)動能力，本實施方式的系統(tǒng)還設(shè)置了驅(qū)動模塊，通過 ULN2003達林頓管進行放大后推動5V繼電器，以驅(qū)動執(zhí)行模塊控制空調(diào)的開關(guān)。ULN2003 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達500mA，并且能夠在關(guān)態(tài)時承受50V的電壓，輸出還可 以在高負載電流并行運行，當繼電器工作時程序設(shè)置Pl. 1 = 1。顯示模塊，與控制模塊相連，用于實時顯示采集模塊發(fā)送至控制模塊的溫度信號 所對應(yīng)的溫度。如圖3所示，其電路結(jié)構(gòu)采用總線擴展方式進行設(shè)計，其中使用的數(shù)碼管為 4位的共陰型數(shù)碼管。通過芯片74HC573鎖存，為數(shù)碼管提供段碼數(shù)據(jù)，通過芯片74HC138 將P2 口低三位進行硬件譯碼，選通數(shù)碼管位碼數(shù)據(jù)。報警模塊，與控制模塊相連，用于在控制模塊判斷環(huán)境溫度高于高溫閾值時或低 于低溫閾值時發(fā)出報警提示。其電路結(jié)構(gòu)采用STC單片機Pl. 2 口接ULN2003第七號輸入 引腳，ULN3002的第十號輸出引腳接喇叭的負極性，當溫度傳感器采集到室內(nèi)溫度低于是 25度時，空調(diào)電源開關(guān)被強制分閘，控制模塊同時給端口 Pl. 3 —個低電平，喇叭報警啟動， 告訴用戶空調(diào)電源被切斷，但室內(nèi)溫度恢復(fù)正常時，報警聲自動消除。電源模塊，用于為控制模塊以及與控制模塊相連的各模塊提供5V直流電壓，考慮 供電的便攜性，采用USB電源取電，如圖4所示，經(jīng)過1N4007 二極管后接LM7805芯片輸入 端，LM7805輸出端接470UF濾波電容將得到所要的5V精準穩(wěn)壓電源。LM7805L輸入端倒接 二極管防止正負極接反而燒壞穩(wěn)壓管起到保護作用。本實施方式的系統(tǒng)能夠?qū)崟r精確檢測室內(nèi)溫度。DS18B20采集到溫度信號(即 DQ)，并將信號發(fā)送到STC89C52單片機控制模塊中，同時將對應(yīng)的溫度送到數(shù)碼顯示器顯 示，單片機會根據(jù)初始化所設(shè)置的環(huán)境溫度的高溫閾值以及低溫閾值進行判斷處理，優(yōu)選 地，當室內(nèi)溫度下降到25°C以下時，該系統(tǒng)將自動發(fā)出分閘指令，切斷空調(diào)電源，防止人為 設(shè)置低溫，從而達到有效節(jié)約電能的目的，同時系統(tǒng)的報警裝置會發(fā)出相應(yīng)報警聲音；當室 內(nèi)溫度上升至27°C以上時，該系統(tǒng)將發(fā)出合閘指令，及時閉合空調(diào)電源，實現(xiàn)降溫防暑。
本實施方式的系統(tǒng)的軟件部分采用模塊化程序設(shè)計，其流程如圖5所示。其中，程 序可采用C語言進行編寫，主要完成端口初始化設(shè)置，DS18B20初始化，從DS18B20讀取數(shù) 據(jù)，向DS18B20寫數(shù)據(jù)及溫度轉(zhuǎn)化，實時數(shù)碼管顯示，自動控制以及報警等程序的編寫。首先，STC89C52單片機發(fā)出一個復(fù)位脈沖，使DS18B20復(fù)位先將數(shù)據(jù)線拉低并保 持480 960us，再釋放數(shù)據(jù)線，由上拉電阻拉高15 60us后由DS18B20發(fā)出60 240us 的低電平作為應(yīng)答信號。其次，單片機對DS18B20寫數(shù)據(jù)先將數(shù)據(jù)線拉低Ius以上，再寫入數(shù)據(jù)；待寫入 數(shù)據(jù)變化15 60us后，DS18B20對數(shù)據(jù)線采樣。工作中要求主機寫入數(shù)據(jù)到DS18B20的 保持時間應(yīng)為60 120us，2次寫數(shù)據(jù)的操作時隙應(yīng)大于lus。最后，單片機讀DS18B20數(shù)據(jù)單片機先將數(shù)據(jù)線拉低再釋放。DS18B20在數(shù)據(jù)線 上從高電平跳低后15us內(nèi)將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線上，單片機在15us后讀取數(shù)據(jù)。根根DS18B20的通信協(xié)議，按照圖1的硬件結(jié)構(gòu)，下面是系統(tǒng)的主
main ()
{
unsigned char TempH, TempL ；
RELAY = 0 ；
TMOD = 0x01 ；//定時器工作模式設(shè)置1
THO = Oxef
TLO = OxfO
THl = 0x48
TLl = 0x01
IE = 0x8a ；Il開全局中斷0X80 ；開定時器0和10X0C
TRO = 1；
TRl = 1；//timer 1 stop
P2 = 0x00 ；
PTO = 1；
PTl = 0 ；
count = 0 ；
RELAY = 0 ；//relay is off
start_ring=o ；
while (1)
{
str [5]=0x39 ；//顯示C符號
str[l]=tab[TempH/100] ；//十位溫度//
str [2]=tab [ (TempH% 100)/10] ；// 十位溫度 //
str [3]=tab [ (TempH% 100) % 10] 0x80 ；// 個位溫度，帶/J
str[4]=tab[TempL]；
if (TempH > 27)//高溫閾值設(shè)置
{delay (10)；
if (TempH > 27)
{
RELAY = 0 ； start_ring = 0 ； auostopexcute = 0 ；
auostopstime = 0 ；
}
}
if (TempH < 25)"低溫閾值設(shè)置
{
delay (30)；
if (TempH < 25) RELAY = 1 ；
if( ！ auostopexcute)
{
start_ring = 1;//
IE = 0X8A ；
}
else {
start_ring = 0 ； auostopstime = 0 ； IE = 0X82 ；
if(flag_get == 1)//定時讀取當前溫度 {
temp = ReadTemperature()； if (temp&0x8000)
str
= 0x40 ；/ temp = temp ；/ temp+ = 1 ；
ι
else
str
= 0 ； TempH = temp >> 4 TempL = temp&OxOF ；
負號標志 取反加1
TempL = TempL*6/10 ；// 小數(shù)近似處理flag_get = 0 ；}}}本發(fā)明的節(jié)能微型智能空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，充分利用STC89C52單片機強大豐富 的片上資源，對DS18B20采集的溫度信號進行顯示與智能控制，本系統(tǒng)對空調(diào)溫度的自動 控制和調(diào)節(jié)具有很強的應(yīng)用和推廣價值。溫度的讀取簡單、直觀，其測溫精度可以達到 0. 5°C，從產(chǎn)品的使用的效果看它具有高穩(wěn)定性、高抗干擾性及采集溫度快等特點。從制作 的成本上看，器件取材方便、價格低廉、電路簡易、實用性強。該產(chǎn)品的問世將推動家用節(jié)能 空調(diào)的研發(fā)過程，并大大減少家庭及工作場所空調(diào)電費居高不下的尷尬局面，增強政府節(jié) 能減排的監(jiān)管力度，最終達到整體能耗量的大幅減少。以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有 等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
一種空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括采集模塊，與控制模塊相連，用于實時采集環(huán)境溫度，并將采集到的溫度信號發(fā)送到所述控制模塊；控制模塊，用于根據(jù)所述溫度信號判斷環(huán)境溫度是否高于高溫閾值或低于低溫閾值，并在高于高溫閾值時向執(zhí)行模塊發(fā)送合閘命令，關(guān)閉空調(diào)電源，在低于低溫閾值時發(fā)送分閘命令，切斷空調(diào)電源。
2.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括執(zhí)行模塊，與所述控制模塊以及空調(diào)電源相連，用于根據(jù)所述合閘命令關(guān)閉空調(diào)電源， 根據(jù)所述分閘命令切斷空調(diào)電源。
3.如權(quán)利要求2所述的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括驅(qū)動模塊，與所述控制模塊相連，用于驅(qū)動所述執(zhí)行模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括顯示模塊，與所述控制模塊相連，用于實時顯示所述采集模塊發(fā)送至所述控制模塊的 溫度信號所對應(yīng)的溫度。
5.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括報警模塊，與所述控制模塊相連，用于在所述控制模塊判斷環(huán)境溫度高于高溫閾值時 或低于低溫閾值時發(fā)出報警提示。
6.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括電源模塊，用于為所述控制模塊以及與所述控制模塊相連的各模塊供電。
7.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述采集模塊為測量范圍 為-55°C _125°C、精度為0. 5°C的數(shù)字溫度傳感器。
8.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊為單片機。
9.如權(quán)利要求5所述的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊為使用USB取 電、且提供5V直流電壓的電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括采集模塊，與控制模塊相連，用于實時采集環(huán)境溫度，并將采集到的溫度信號發(fā)送到所述控制模塊；控制模塊，用于根據(jù)所述溫度信號判斷環(huán)境溫度是否高于高溫閾值或低于低溫閾值，并在高于高溫閾值時向執(zhí)行模塊發(fā)送合閘命令，關(guān)閉空調(diào)電源，在低于低溫閾值時向執(zhí)行模塊發(fā)送分閘命令，切斷空調(diào)電源。本發(fā)明的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)簡潔，測量精度高，抗干擾能力強，功耗低，便于擴展、性價比高，可根據(jù)室內(nèi)溫度，自動切換空調(diào)的電源開關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)考慮節(jié)能減排以響應(yīng)國家倡導(dǎo)的低碳生活，又能防止空調(diào)病的發(fā)生。
文檔編號F24F11/00GK101949574SQ20101050394
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者胡博 申請人:胡博