本發(fā)明涉及空調(diào)領(lǐng)域，尤其是涉及用于中央空調(diào)的監(jiān)控平臺。

背景技術(shù)：

目前，由于沒有先進(jìn)的技術(shù)手段支持，國內(nèi)的中央空調(diào)系統(tǒng)基本上都采用傳統(tǒng)的定流量控制方式，即空調(diào)冷凍水流量、冷卻水流量和冷卻風(fēng)風(fēng)量均是恒定的。一般中央空調(diào)系統(tǒng)是按照當(dāng)?shù)貧v史上氣溫最高的天氣來設(shè)計(jì)選型，且預(yù)留有15~20%的余量。這樣，在正常使用時(shí)，即使是在天氣最熱的季節(jié)，中央空調(diào)系統(tǒng)也沒有完全運(yùn)行在滿負(fù)荷狀態(tài)。在中央空調(diào)的調(diào)水系統(tǒng)中，冷凍水泵和冷卻水泵的容量，也是按照建筑物最大設(shè)計(jì)負(fù)荷選定的，如此而來，實(shí)際的運(yùn)行情況是長期處于固定的最大水流量下工作，也即，只要啟動空調(diào)主機(jī)，冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)都在50Hz工頻狀態(tài)下運(yùn)行。但整棟大樓的熱負(fù)載會隨季節(jié)、晝夜和用戶需求的變化而動態(tài)變化，中央空調(diào)的實(shí)際熱負(fù)載在絕大部分時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)負(fù)載低，如此造成的資源浪費(fèi)也非常嚴(yán)重。因此，在滿足需求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)的節(jié)能控制，是一件急需解決的事情。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供用于中央空調(diào)的監(jiān)控平臺，可對室內(nèi)溫度、濕度、空氣質(zhì)量等環(huán)境變量參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并調(diào)整中央空調(diào)的輸出功率使之與實(shí)際負(fù)荷相匹配，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)按需定點(diǎn)定向的調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的目的主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

用于中央空調(diào)的監(jiān)控平臺，包括多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)、控制主機(jī)、與控制主機(jī)相連的上位機(jī)、與控制主機(jī)相連的下位機(jī)及與下位機(jī)相連的中央空調(diào)終端，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)上配備有溫度傳感器、濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器及無線模塊24L01，多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)匯集成一個(gè)或者多個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)與控制主機(jī)之間通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，匯聚節(jié)點(diǎn)包括無線模塊24L01和主控芯片STM32F103VET6。

本發(fā)明應(yīng)用時(shí)，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集室內(nèi)溫度、濕度、空氣質(zhì)量等環(huán)境變量參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)?？刂浦鳈C(jī)通過以太網(wǎng)訪問匯聚節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，再將該結(jié)果發(fā)送給上位機(jī)。上位機(jī)對整個(gè)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，并根據(jù)接收的數(shù)據(jù)繪制相應(yīng)區(qū)域的溫度場，自動啟動控制算法調(diào)整中央空調(diào)終端的鼓風(fēng)機(jī)頻率、壓縮機(jī)功率、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向參數(shù)，最后將該數(shù)據(jù)經(jīng)控制主機(jī)傳送給下位機(jī)，使得下位機(jī)控制中央空調(diào)終端的壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)盤管協(xié)同工作。最終使得中央空調(diào)輸出功率與實(shí)際負(fù)荷匹配，實(shí)現(xiàn)按需定點(diǎn)定向的調(diào)節(jié)。

其中，匯聚節(jié)點(diǎn)主要完成對底層數(shù)據(jù)的匯總和處理分析。因無線傳感網(wǎng)中對無線節(jié)點(diǎn)數(shù)量存在一個(gè)上限，故每個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)需負(fù)責(zé)處理較大數(shù)目的傳感器節(jié)點(diǎn)，并對這些節(jié)點(diǎn)實(shí)施數(shù)據(jù)采集的接收和監(jiān)控，以保障數(shù)據(jù)的完成性和采集節(jié)點(diǎn)的功能完整性。主控芯片為STM32F103VET6單片機(jī)，它的工作頻率最高位72MHz，片內(nèi)具有512K字節(jié)的閃存存儲器，如此可滿足對大量數(shù)據(jù)的高速處理和存儲的需求。24L01的最高工作速率可以達(dá)到2Mbps，可以完成高效的GFSK調(diào)制，同時(shí)，該模塊有很強(qiáng)的抗干擾能力，比較適合用在工業(yè)控制等相關(guān)場合。針對中央空調(diào)控制系統(tǒng)，因?yàn)樯虉龌蚱渌笮凸矆龊希臻g巨大，需要一定數(shù)量的傳感器才能得到更具體、更符合實(shí)際的數(shù)據(jù)。然而，多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信成為一大障礙。24L01模塊包含了126個(gè)頻道，可進(jìn)行多點(diǎn)通信和跳頻通信，如此則可解決多個(gè)節(jié)點(diǎn)間通信難的問題。24L01無線模塊功耗低，可在1.9~3.6V電壓下工作，待機(jī)模式下電流僅為900nA，這極大地降低了匯聚節(jié)點(diǎn)及傳感器節(jié)點(diǎn)供電的要求。

進(jìn)一步地，所述傳感器節(jié)點(diǎn)主控芯片為MSP430F1611單片機(jī)。傳感器節(jié)點(diǎn)需選擇低功耗、高效率的主控芯片。而MSP430F1611是帶FLASH的單片機(jī)，其性價(jià)比和集成度均很高。MSP430F1611在1.8V到3.6V的供電電壓范圍內(nèi)均可正常工作，在供電電壓為2.2V、系統(tǒng)時(shí)鐘為1MHz時(shí)活動功耗更是低至200uA。通常在使用內(nèi)部的DCO和外部ACLK時(shí)功耗僅為165uA，備用模式下更是只有0.7uA的電流消耗，僅需要0.1uA的電流來保持RAM中的數(shù)據(jù)，非常節(jié)能。

進(jìn)一步地，所述溫度傳感器為DS18B20。DS18B20可提供9-12位的攝氏溫度測量，精確度高。

進(jìn)一步地，所述濕度傳感器為DHT11。DHT11作為一種復(fù)合型傳感器，其內(nèi)部包括已校準(zhǔn)的用數(shù)字信號作為輸出的溫濕度，采用的技術(shù)包括溫濕度傳感技術(shù)和專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)。DHT11包含一個(gè)NTC測溫元件和一個(gè)電阻式感濕元件。

為實(shí)現(xiàn)對空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)一步地，所述空氣質(zhì)量傳感器為二氧化碳濃度傳感器MQ-2。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明通過傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)置，可對室內(nèi)溫度、濕度、空氣質(zhì)量等環(huán)境變量參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；通過匯聚節(jié)點(diǎn)及控制主機(jī)的設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的傳松及處理；通過上位機(jī)和下位機(jī)的設(shè)置，可調(diào)整中央空調(diào)的輸出功率使之與實(shí)際負(fù)荷相匹配，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)按需定點(diǎn)定向的調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的用于中央空調(diào)的監(jiān)控平臺的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明所述的用于中央空調(diào)的監(jiān)控平臺中傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明所述的用于中央空調(diào)的監(jiān)控平臺中匯聚節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

如圖1至圖3所示，用于中央空調(diào)的監(jiān)控平臺，包括多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)、控制主機(jī)、與控制主機(jī)相連的上位機(jī)、與控制主機(jī)相連的下位機(jī)及與下位機(jī)相連的中央空調(diào)終端，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)上配備有溫度傳感器、濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器及無線模塊24L01，多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)匯集成一個(gè)或者多個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)與控制主機(jī)之間通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，匯聚節(jié)點(diǎn)包括無線模塊24L01和主控芯片STM32F103VET6。

本實(shí)施例應(yīng)用時(shí)，各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集室內(nèi)溫度、濕度、空氣質(zhì)量等環(huán)境變量參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)?？刂浦鳈C(jī)通過以太網(wǎng)訪問匯聚節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，再將該結(jié)果發(fā)送給上位機(jī)。上位機(jī)對整個(gè)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，并根據(jù)接收的數(shù)據(jù)繪制相應(yīng)區(qū)域的溫度場，自動啟動控制算法調(diào)整中央空調(diào)終端的鼓風(fēng)機(jī)頻率、壓縮機(jī)功率、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向參數(shù)，最后將該數(shù)據(jù)經(jīng)控制主機(jī)傳送給下位機(jī)，使得下位機(jī)控制中央空調(diào)終端的壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)盤管協(xié)同工作。最終使得中央空調(diào)輸出功率與實(shí)際負(fù)荷匹配，實(shí)現(xiàn)按需定點(diǎn)定向的調(diào)節(jié)。

其中，匯聚節(jié)點(diǎn)主要完成對底層數(shù)據(jù)的匯總和處理分析。因無線傳感網(wǎng)中對無線節(jié)點(diǎn)數(shù)量存在一個(gè)上限，故每個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)需負(fù)責(zé)處理較大數(shù)目的傳感器節(jié)點(diǎn)，并對這些節(jié)點(diǎn)實(shí)施數(shù)據(jù)采集的接收和監(jiān)控，以保障數(shù)據(jù)的完成性和采集節(jié)點(diǎn)的功能完整性。主控芯片為STM32F103VET6單片機(jī)，它的工作頻率最高位72MHz，片內(nèi)具有512K字節(jié)的閃存存儲器，如此可滿足對大量數(shù)據(jù)的高速處理和存儲的需求。24L01的最高工作速率可以達(dá)到2Mbps，可以完成高效的GFSK調(diào)制，同時(shí)，該模塊有很強(qiáng)的抗干擾能力，比較適合用在工業(yè)控制等相關(guān)場合。針對中央空調(diào)控制系統(tǒng)，因?yàn)樯虉龌蚱渌笮凸矆龊?，空間巨大，需要一定數(shù)量的傳感器才能得到更具體、更符合實(shí)際的數(shù)據(jù)。然而，多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信成為一大障礙。24L01模塊包含了126個(gè)頻道，可進(jìn)行多點(diǎn)通信和跳頻通信，如此則可解決多個(gè)節(jié)點(diǎn)間通信難的問題。24L01無線模塊功耗低，可在1.9~3.6V電壓下工作，待機(jī)模式下電流僅為900nA，這極大地降低了匯聚節(jié)點(diǎn)及傳感器節(jié)點(diǎn)供電的要求。

優(yōu)選地，所述傳感器節(jié)點(diǎn)主控芯片為MSP430F1611單片機(jī)。傳感器節(jié)點(diǎn)需選擇低功耗、高效率的主控芯片。而MSP430F1611是帶FLASH的單片機(jī)，其性價(jià)比和集成度均很高。MSP430F1611在1.8V到3.6V的供電電壓范圍內(nèi)均可正常工作，在供電電壓為2.2V、系統(tǒng)時(shí)鐘為1MHz時(shí)活動功耗更是低至200uA。通常在使用內(nèi)部的DCO和外部ACLK時(shí)功耗僅為165uA，備用模式下更是只有0.7uA的電流消耗，僅需要0.1uA的電流來保持RAM中的數(shù)據(jù)，非常節(jié)能。

優(yōu)選地，所述溫度傳感器為DS18B20。DS18B20可提供9-12位的攝氏溫度測量，精確度高。

優(yōu)選地，所述濕度傳感器為DHT11。DHT11作為一種復(fù)合型傳感器，其內(nèi)部包括已校準(zhǔn)的用數(shù)字信號作為輸出的溫濕度，采用的技術(shù)包括溫濕度傳感技術(shù)和專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)。DHT11包含一個(gè)NTC測溫元件和一個(gè)電阻式感濕元件。

為實(shí)現(xiàn)對空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集，優(yōu)選地，所述空氣質(zhì)量傳感器為二氧化碳濃度傳感器MQ-2。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案下得出的其他實(shí)施方式，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。