基于Internet的工業(yè)空調(diào)智能控制器開(kāi)發(fā)

摘要: 本文闡述了基于Internet的工業(yè)空調(diào)智能控制器的軟硬件設(shè)計(jì)。該控制器不僅可以完成電器常規(guī)控制功能，還能夠于嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口模塊進(jìn)行通信，接收上位機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的命令，處理并返回相應(yīng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明該方案實(shí)用可行。本控制器具有成本低、開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單快速、靈活等特點(diǎn)。

1 引言

基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的監(jiān)控已經(jīng)成為目前一個(gè)主要的應(yīng)用領(lǐng)域，如通過(guò)Internet對(duì)工業(yè)空調(diào)進(jìn)行遙控操作，包括開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)、溫度調(diào)節(jié)等。除了要完成常規(guī)的功能以外，還要和外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，接收遠(yuǎn)程用戶(hù)通過(guò)Internet發(fā)送過(guò)來(lái)的指令，分析指令并執(zhí)行相應(yīng)的操作，根據(jù)需要返回設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)。在本文中詳細(xì)的介紹了工業(yè)空調(diào)智能控制器的軟硬件設(shè)計(jì)，控制器通過(guò)串口與嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口模塊通訊，使電器接入Internet，完成和外部網(wǎng)絡(luò)的通信。

2 工業(yè)空調(diào)的工作原理

圖1 工業(yè)空調(diào)制冷原理圖

工業(yè)空調(diào)制冷原理如圖1所示，工業(yè)空調(diào)工作時(shí)，制冷系統(tǒng)內(nèi)的低壓、低溫制冷劑蒸汽被壓縮機(jī)吸入，經(jīng)壓縮為高壓、高溫的過(guò)熱蒸汽后排至冷凝器;同時(shí)室外側(cè)風(fēng)扇吸入的室外空氣流經(jīng)冷凝器，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓、高溫的制冷劑蒸汽凝結(jié)為高壓液體。高壓液體經(jīng)過(guò)節(jié)流毛細(xì)管降壓降溫流入蒸發(fā)器，并在相應(yīng)的低壓下蒸發(fā)，吸取周?chē)鸁崃?同時(shí)室內(nèi)側(cè)風(fēng)扇使室內(nèi)空氣不斷進(jìn)入蒸發(fā)器的肋片間進(jìn)行熱交換，并將放熱后的變冷的氣體送向室內(nèi)。如此，室內(nèi)外空氣不斷循環(huán)流動(dòng)，達(dá)到降低溫度的目的。

3 控制器硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)

工業(yè)空調(diào)智能控制器的硬件原理框圖如圖2所示。由圖可知，工業(yè)空調(diào)智能控制器的硬件是以AT89S52微處理器為核心，主要由電源電路、面板按鍵、紅外接收電路、溫度檢測(cè)電路、串行通信接口、數(shù)碼顯示電路以及繼電器驅(qū)動(dòng)電路等幾部分組成。

圖2 工業(yè)空調(diào)智能控制器原理框圖

3. 1 電源電路

整個(gè)主控板上有三種電壓:AC220V, DC12V和DC5V。AC220V直接給壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)供電;DC12V和DC5V用于繼電器和微控系統(tǒng)供電。電源電路如圖3所示，電源變壓器將交流電網(wǎng)220V的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐?，然后從插座J1輸入，經(jīng)過(guò)整流橋進(jìn)行全波整流，通過(guò)并聯(lián)2200u/35V電解電容、0.1μF電容組成的濾波電路濾除紋波得到DC12V，再經(jīng)過(guò)三端穩(wěn)壓管7805將電壓穩(wěn)壓在+5V。

圖3 電源電路

3. 2 溫度檢測(cè)電路

設(shè)計(jì)選用了數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，溫度測(cè)量范圍為-55℃-+125℃，可編程為9位-12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出;其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生;它的方便之處在于單線(xiàn)接口設(shè)計(jì)，使處理器只需要接一條數(shù)據(jù)線(xiàn)就能對(duì)它進(jìn)行全部的操作，實(shí)現(xiàn)操作指令和測(cè)量數(shù)據(jù)的傳輸，節(jié)省了大量的引線(xiàn)和邏輯電路。以上特點(diǎn)使DS18B'20在溫度測(cè)控系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

DS18B20和單片機(jī)典型連接有兩種方式:(1)寄生電源方式，其VDD和GND端均接地。(2)外接電源方式，VDD端采用3V~5.5V電源供電。本設(shè)計(jì)采用了外接電源方式供電。