本發(fā)明涉及空調(diào)領(lǐng)域，尤其是涉及監(jiān)控中央空調(diào)的裝置。

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)計選型，且預(yù)留有15~20%的余量。這樣，在正常使用時，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)計負(fù)荷選定的，如此而來，實際的運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)的實際熱負(fù)載在絕大部分時間內(nèi)遠(yuǎn)比設(shè)計負(fù)載低，如此造成的資源浪費也非常嚴(yán)重。因此，在滿足需求的同時實現(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，提供監(jiān)控中央空調(diào)的裝置，可對室內(nèi)溫度、濕度、空氣質(zhì)量及人流量等環(huán)境變量參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控，并調(diào)整中央空調(diào)的輸出功率使之與實際負(fù)荷相匹配，進(jìn)而實現(xiàn)按需定點定向的調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的目的主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：包括多個傳感器節(jié)點、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，每個傳感器節(jié)點上配備有溫度傳感器、濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器和紅外傳感模塊，紅外傳感模塊包括熱釋電傳感器和紅外傳感信號處理器BISS0001，多個傳感器節(jié)點匯集成一個或者多個匯聚節(jié)點，匯聚節(jié)點與控制主機(jī)之間通過以太網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸；還包括均與下位機(jī)和中央空調(diào)終端均相連的固體調(diào)壓器和與中央空調(diào)終端相連的壓縮機(jī)功率測量模塊，壓縮機(jī)功率測量模塊包括儀表放大器、ADC轉(zhuǎn)換電路及測量處理器。

本發(fā)明應(yīng)用時，各個傳感器節(jié)點實時采集室內(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?？刂浦鳈C(jī)通過以太網(wǎng)訪問匯聚節(jié)點獲取數(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)輸出功率與實際負(fù)荷匹配，實現(xiàn)按需定點定向的調(diào)節(jié)。其中，紅外傳感模塊用于監(jiān)測人流量，具體地，基于熱釋電傳感器的被動式紅外檢測法，通過將空間可視區(qū)域進(jìn)行分割和標(biāo)記編碼，并依靠熱釋電傳感器對不同區(qū)域檢測到目標(biāo)時反饋電平信號的不同響應(yīng)編碼獲得目標(biāo)所在的位置，從而實現(xiàn)人流量監(jiān)測。如此，可使得上位機(jī)能針對區(qū)域內(nèi)是否有人或人多人少來進(jìn)行風(fēng)量和方向的計算。

其中，儀表放大器用于對壓縮機(jī)工作時的電流進(jìn)行檢測。因壓縮機(jī)功耗是系統(tǒng)功耗最多的部分，故對其功耗的監(jiān)測十分重要。儀表放大器可對采集的電流和電壓進(jìn)行緩沖，再送入ADC轉(zhuǎn)換電路中，可分別對壓縮機(jī)的工作電壓和工作電流進(jìn)行采集。每一個壓縮機(jī)的功率可通過固體調(diào)壓器來實現(xiàn)，它可按照輸入電壓線性改變輸出不同電壓，以此實現(xiàn)壓縮機(jī)的功率調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，所述傳感器節(jié)點主控芯片為MSP430F1611單片機(jī)。傳感器節(jié)點需選擇低功耗、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)時鐘為1MHz時活動功耗更是低至200uA。通常在使用內(nèi)部的DCO和外部ACLK時功耗僅為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，所述匯聚節(jié)點主控芯片為STM32F103VET6單片機(jī)。STM32F103VET6單片機(jī)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。

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NTC測溫元件和一個電阻式感濕元件。

為實現(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。

進(jìn)一步地，所述固體調(diào)壓器為HHT2-U22。HHT2-U22的內(nèi)部主要由可控硅組成，可控硅是一種半導(dǎo)體器件，它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、使用方便等優(yōu)點。

進(jìn)一步地，所述儀表放大器為INA122，所述ADC轉(zhuǎn)換電路為ADC0832，所述測量處理器的主控芯片為MSP430F1611。INA122采用了高邊電流監(jiān)測的方法，可避免因負(fù)載變化引起電流過大燒毀電流的危險。其次，它采用雙通道的運放可對采集的電流和電壓進(jìn)行緩沖以便于實現(xiàn)對壓縮機(jī)工作電壓和工作電流的采集。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明通過傳感器節(jié)點的設(shè)置，可對室內(nèi)溫度、濕度、空氣質(zhì)量及人流量等環(huán)境變量參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控；通過匯聚節(jié)點及控制主機(jī)的設(shè)置，可實現(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際負(fù)荷相匹配，進(jìn)而實現(xiàn)按需定點定向的調(diào)節(jié)；通過壓縮機(jī)功率測量模塊的設(shè)置，可實現(xiàn)對壓縮機(jī)功率的監(jiān)測及數(shù)據(jù)采集；通過固體調(diào)壓器的設(shè)置，可實現(xiàn)對壓縮機(jī)功率的調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的監(jiān)控中央空調(diào)的裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明所述的監(jiān)控中央空調(diào)的裝置中傳感器節(jié)點的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明所述的監(jiān)控中央空調(diào)的裝置中壓縮機(jī)功率測量模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

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

實施例1

如圖1至圖3所示，監(jiān)控中央空調(diào)的裝置，包括多個傳感器節(jié)點、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，每個傳感器節(jié)點上配備有溫度傳感器、濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器和紅外傳感模塊，紅外傳感模塊包括熱釋電傳感器和紅外傳感信號處理器BISS0001，多個傳感器節(jié)點匯集成一個或者多個匯聚節(jié)點，匯聚節(jié)點與控制主機(jī)之間通過以太網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸；還包括均與下位機(jī)和中央空調(diào)終端均相連的固體調(diào)壓器和與中央空調(diào)終端相連的壓縮機(jī)功率測量模塊，壓縮機(jī)功率測量模塊包括儀表放大器、ADC轉(zhuǎn)換電路及測量處理器。

本實施例應(yīng)用時，各個傳感器節(jié)點實時采集室內(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?？刂浦鳈C(jī)通過以太網(wǎng)訪問匯聚節(jié)點獲取數(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)輸出功率與實際負(fù)荷匹配，實現(xiàn)按需定點定向的調(diào)節(jié)。其中，紅外傳感模塊用于監(jiān)測人流量，具體地，基于熱釋電傳感器的被動式紅外檢測法，通過將空間可視區(qū)域進(jìn)行分割和標(biāo)記編碼，并依靠熱釋電傳感器對不同區(qū)域檢測到目標(biāo)時反饋電平信號的不同響應(yīng)編碼獲得目標(biāo)所在的位置，從而實現(xiàn)人流量監(jiān)測。如此，可使得上位機(jī)能針對區(qū)域內(nèi)是否有人或人多人少來進(jìn)行風(fēng)量和方向的計算。

其中，儀表放大器用于對壓縮機(jī)工作時的電流進(jìn)行檢測。因壓縮機(jī)功耗是系統(tǒng)功耗最多的部分，故對其功耗的監(jiān)測十分重要。儀表放大器可對采集的電流和電壓進(jìn)行緩沖，再送入ADC轉(zhuǎn)換電路中，可分別對壓縮機(jī)的工作電壓和工作電流進(jìn)行采集。每一個壓縮機(jī)的功率可通過固體調(diào)壓器來實現(xiàn)，它可按照輸入電壓線性改變輸出不同電壓，以此實現(xiàn)壓縮機(jī)的功率調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，所述傳感器節(jié)點主控芯片為MSP430F1611單片機(jī)。傳感器節(jié)點需選擇低功耗、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)時鐘為1MHz時活動功耗更是低至200uA。通常在使用內(nèi)部的DCO和外部ACLK時功耗僅為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，所述匯聚節(jié)點主控芯片為STM32F103VET6單片機(jī)。STM32F103VET6單片機(jī)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。

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NTC測溫元件和一個電阻式感濕元件。

為實現(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

優(yōu)選地，所述固體調(diào)壓器為HHT2-U22。HHT2-U22的內(nèi)部主要由可控硅組成，可控硅是一種半導(dǎo)體器件，它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、使用方便等優(yōu)點。

優(yōu)選地，所述儀表放大器為INA122，所述ADC轉(zhuǎn)換電路為ADC0832，所述測量處理器的主控芯片為MSP430F1611。INA122采用了高邊電流監(jiān)測的方法，可避免因負(fù)載變化引起電流過大燒毀電流的危險。其次，它采用雙通道的運放可對采集的電流和電壓進(jìn)行緩沖以便于實現(xiàn)對壓縮機(jī)工作電壓和工作電流的采集。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(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施方式，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。