中央空調(diào)嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展與人類生活水平的提高，人們對(duì)居住環(huán)境、辦公環(huán)境的要求也越來越高。于是出現(xiàn)了智能樓宇、智慧地球、物聯(lián)網(wǎng)等概念，這些系統(tǒng)借助科技的力量大大地改善了人類的生活環(huán)境，其中尤為值得探討的要屬智能樓宇。智能樓宇，也就是讓一棟傳統(tǒng)的建筑具有一種人性化、科技化的體現(xiàn)，其核心是通過綜合布線技術(shù)將數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、樓宇對(duì)講系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、會(huì)議系統(tǒng)等進(jìn)行有機(jī)綜合，集系統(tǒng)、結(jié)算、管理、服務(wù)及它們之間的最優(yōu)化組合，使建筑物具備了安全、便利、高

2、效、節(jié)能等特點(diǎn)。中央空調(diào)系統(tǒng)的出現(xiàn)，豐富了智能樓宇概念、提升了樓宇的智能化，為樓宇溫度環(huán)境的調(diào)節(jié)起到了重要作用，同時(shí)為樓宇的節(jié)能降耗做出了一定貢獻(xiàn)。
　　 中央空調(diào)在改善人們居住、辦公環(huán)境的同時(shí)，也造成了不小的能耗。[1]目前中央空調(diào)系統(tǒng)使用中，還存在著一些問題，主要表現(xiàn)在控制系統(tǒng)基本以分散控制為主，未實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的大聯(lián)網(wǎng)，無法智能管理，寫字樓、政府等辦公型建筑中下班時(shí)經(jīng)常有職員忘記關(guān)閉房間空調(diào)開關(guān)，造成能源浪費(fèi)等。雖然有少數(shù)中

3、央空調(diào)生產(chǎn)廠家進(jìn)行了部分網(wǎng)絡(luò)化控制的嘗試，但采用的通信多為RS485、I2C等，通信距離有限，能集中監(jiān)控的末端數(shù)目及控制功能也都有限，同時(shí)由于控制網(wǎng)絡(luò)中的產(chǎn)品多為51系列或其增強(qiáng)型的單片機(jī)，也制約了其功能的進(jìn)一步擴(kuò)展。
　　 隨著近幾年網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)連接各種裝置到一個(gè)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)如以太網(wǎng)產(chǎn)生了濃厚的興趣，這種強(qiáng)烈的需求刺激產(chǎn)生了諸如uIP、LWIP等精簡型TCP/IP協(xié)議棧，對(duì)于運(yùn)算處理能力及板載資源相對(duì)有限的八位及十六位

4、低端處理器無疑是一個(gè)福音。其中uIP使用C語言編寫，使得協(xié)議棧的移植簡單了很多，并且uIP協(xié)議棧的代碼大小及對(duì)RAM的需求都很小，這就使得性能不高的處理器擁有設(shè)備上網(wǎng)能力成為可能。隨著uIP的發(fā)展，其安全性、可靠性、實(shí)時(shí)性得到進(jìn)一步提高，使得我們將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到中央空調(diào)控制系統(tǒng)成為可能。同時(shí)，隨著單片機(jī)、ARM技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了大量功能齊全、速度高、功耗低、存儲(chǔ)容量大的控制器，諸如宏晶的STC系列增強(qiáng)型51單片機(jī)及意法半導(dǎo)體的STM32

5、系列基于ARMv7Cortex-M3內(nèi)核的微控制器。因此，設(shè)計(jì)出成本低廉、功能齊全的中央空調(diào)控制系統(tǒng)成為可能。
　　 基于以上分析，本課題旨在研發(fā)具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，使得系統(tǒng)大聯(lián)網(wǎng)在中央空調(diào)控制中得以實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)主要功能要完成:上位監(jiān)控軟件通過以太網(wǎng)與整個(gè)樓宇內(nèi)所有中央空調(diào)溫控器末端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)，使得控制中心可以完成對(duì)樓宇內(nèi)的每個(gè)末端進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制。通過將所有的設(shè)備末端最終接入以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的集中監(jiān)控

6、，提高空調(diào)機(jī)組的使用效率，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的集中管理，達(dá)到節(jié)能、高效的目的。
　　 控制系統(tǒng)采用多級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):上位機(jī)，配有上位軟件，完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控、報(bào)表打印、收費(fèi)管理等，軟件采用VisualC++6.0編制，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用SQLServer2000;中間站，采用意法半導(dǎo)體STM32系列微控制器與網(wǎng)絡(luò)控制器ENC28J60，嵌入uIP協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)設(shè)備上網(wǎng);中繼器，采用宏晶STC系列雙串口單片機(jī)，兩路串口一路通過RS485與中間站