设计要求：
设计一空调房间温度控制系统[1]，该系统能准确测量房间温度，并根据设定温度进行有效控制。空调设计变频空调制冷(热)量与压缩机转速有关，通过控制压缩机转速频率来控制所需热量。空调模型相当于一个积分环节与一个惯性环节的串联。房间模型主要考虑室内外温度干扰与散热片热量共同作用于具有初始温度房间，经空气导热延迟，简化为具有一阶惯性环节。
设房间热惯性时间常数Y
T =450，空气导热延迟τ=35，选择合适的控制算法进行控
制。
1 课程设计的目的与意义
通过该课程的学习使我们对计算机控制系统有一个全面的了解、掌握常规控制算法的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法，进一步锻炼同学们在微型计算机应用方面的实际工作能力。
课程设计是一项综合性的专业实践活动，目的是让学生将所学的基础理论和专业知识运用到具体的工程实践中，以培养学生综合运用知识能力、实际动手能力和工程实践能力，计算机科学在自动化控制应用上得到了飞速发展，因此，学习这方面的知识必须紧密联系实际,掌握这方面的知识更要强调解决实际问题的能力。我们要着重学会面对一个实际问题，如何去自己的收集资料，如何自己去学习新的知识，如何自己去制定解决问题的方案并通过实践不断地提高分析和解决问题的能力。
2 设计任务
2.1 设计内容
设计一空调房间温度控制系统，该系统能准确测量房间温度，并根据设定温度进行有效控制。空调设计变频空调制冷(热)量与压缩机转速有关，通过控制压缩机转速频率来控制所需热量。空调模型相当于一个积分环节与一个惯性环节的串联。房间模型主要考虑室内外温度干扰与散热片热量共同作用于具有初始温度房间，经空气导热延迟，简化为具有一阶惯性环节[2]。
2.2 计划设计进程
一、总体方案设计
二、控制系统的建模和数字控制器设计
三、硬件的设计和实现
1、选择计算机字长(选用 51内核的单片机)
2、设计支持计算机工作的外围电路(EPROM、RAM、I/O端口、键盘、显示接口电路等)；
3、设计输入信号接口电路；
4、设计信号输出控制电路；
5、其它相关电路的设计或方案(电源、通信等)。
四、软件设计
1、分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块框图；
2、编写A/D转换和位置检测子程序框图；
3、编写控制程序和D/A转换控制子程序模块框图；
4、其它程序模块(显示与键盘等处理程序)框图。
五、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图（A3幅面）。
3 设计方案
空调控制系统可以划分为七大部分：系统控制部分、室内温度采集部分、键盘控制部分、温度显示部分、压缩机控制部分、四通阈控制部分、风机控制部分。各模块电路的框图如图所示。
图1 各模块电路的框图
4 空调模型
4.1 模型分析
（1）空调模型相当于一个积分环节与一个惯性环节的串联。房间模型主要考虑室内外温度干扰与散热片热量共同作用于具有初始温度房间，经空气导热延迟，简化为具有一阶惯性环节。
（2）由任务书给定条件：房间热惯性时间常数为450，空气导热延迟τ=35，通过分析,我们选择PID控制算法进行控制。
4.2 MATLAB仿真
图2 MATLAB仿真
4.3 仿真结果
图3 MATLAB仿真结果
5 硬件设计
5.1硬件系统框图
根据任务书可知，该系统需要人机界面（按键输入LCD1602显示），AD采样，以及单片机控制部分等模块，并且可以得到以下硬件系统框图
图4 硬件系统框图
5.2 各部分的硬件设计
1温度传感器选择[3]
根据任务要求我们选择了AT590作为温度传感器。AD590电流输出型两端温度传感器是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下：（1）流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：mA/K式中：流过器件（AD590）的电流，单位为mA；T—热力学温度，单位为K。
2、AD590的测温范围为-55℃～+150℃。
3、AD590的电源电压范围为4V～30V。电源电压可在4V~6V范围变化，电流变化
1mA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。
4、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。
其规格如下：
温度每增加1℃，它会增加1μA输出电流。
可量测范围-55℃至150℃。
供应电压范围+4V至30V。
AD590的接脚图及零件符号如下图所示：
AD590的输出电流值说明如下：
其输出电流是以绝对温度零度(-273℃)为基准,每增加1℃,它会增加1μA输出电流,
因此在室温25℃时,其输出电流Io=(273+25)=298μA。
Vo的值为Io乘上10K,以室温25℃而言,输出值为2.98V(10K×298μA)。
量测Vo时,不可分出任何电流,否则测量值会不准。
电路分析：
AD590的输出电流I=(273+T)μA(T为摄氏温度),因此电压V为(273+T)μA ×10K= (2.73+T/100)V。为了将电压量测出来又需使输出电流I不分流出来,我们使用电压追随器其输出电压V2等于输入电压V。
由于一般电源供应较多零件之后,电源是带杂讯的,因此我们使用齐纳二极体作为稳压零件,再利用可变电阻分压,其输出电压V1需调整至2.73V。接下来我们使用差动放大器其输出Vo为(100K/10K)×(V2-V1)=T/10V。如果现在为摄氏28度,输出电压为2.8V。
（2）AD转换器的选择
因为温度变化范围是-50--50度，理论上AD位数只要7位（128级）就够了，
所以系统采用了经典的ADC0809（8位AD）作为AD采样芯片。
温度的计算公式：V=5*Rt/(R+R1+Rt)。
ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS 组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。
a.ADC0809的内部逻辑结构
图5 ADC0809内部原理
由图5可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
b 引脚结构（如图）
IN0－IN7：8条模拟量输入通道
图6 ADC0809引脚图
ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；地址输入和控制线：4条。
ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如表1所示。
表 1
数字量输出及控制线：11条
ST为转换启动信号。当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D 转换；在转换期间，ST应保持低电平。EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。D7－D0为数字量输出线。
CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ，VREF（＋），VREF（－）为参考电压输入。
c.ADC0809应用说明
① ADC0809内部带有输出锁存器，可以与AT89S51单片机直接相连。
②初始化时，使ST和OE信号全为低电平。
③送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。
④在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。
⑤是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。
⑥当EOC变为高电平时，给OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。
（3）按键输入
因为按键数目不多，所以系统直接采用非编码方式，直接连接单片机I/O口。
图7 按键电路
（4）显示部分
系统采用LCD1602，P0和P3.0-P3.2作为输出口，控制LCD显示器，如图8。
图8 LCD1602
（5）输出控制
设计使用LCD1602显示当前设定温度和实际测量温度，用两个LED指示当前空调状态（加热或制冷），51单片机的低电平驱动能力较强，LED可以直接连接单片机的I/O口；单片机输出PWM 波经驱动电路从而控制压缩机的转速。
（6）系统硬件设计图
图9 硬件原理图
6 软件设计
6.1 工作模式分析
由系统要求可以列出表2
表 2
根据上表，我们列出一系列子程序，再根据当前状况选择相应的子程序。例如控制部分子程序如下：
void output(int temp1,int temp2)
{
unsigned char table[3];
table[2]=temp1%10; table[1]=(temp1/10)%10; table[0]=(temp1/100)%10; DisplayString(0,1,"Current T:"); //显示当前测量温度
DisplayOneChar(10,1,table[0]+0x30);
DisplayOneChar(11,1,table[1]+0x30);
DisplayOneChar(8,1,'.');
DisplayOneChar(12,1,table[2]+0x30);
DisplayOneChar(13,1,'C');
table[2]=temp2%10; table[1]=(temp2/10)%10; table[0]=(temp2/100)%10;
DisplayString(0,0,"SetUp T:"); //显示空调设定温度
DisplayOneChar(10,0,table[0]+0x30);
DisplayOneChar(11,0,table[1]+0x30);
DisplayOneChar(8,0,'.');
DisplayOneChar(12,0,table[2]+0x30);
DisplayOneChar(13,0,'C');
if(temp1>temp2){motor=0; cold=0;hot=1; } //当前温度大于设定温度，制冷
else if(temp1 else {motor=1; cold=1;hot=1;} //当前温度等于设定温度，保持 } 6.2 系统程序流程图 图10 系统流程图 6.3 AD转化程序设计 (1) 进行A/D转换之前，要启动转换的方法：ABC＝000选择第一通道。ST＝0，ST＝ 1，ST＝0产生启动转换的正脉冲信号 (2) 进行A/D转换时，采用查询EOC的标志信号来检测A/D转换是否完毕，若完毕则 把数据通过P1端口读入进行处理。 6.4 PID算法设计 void pid(void) { error=ideal_speed-pulse_speed; d_error = error - pre_error; pre_error = error; pre_d_error = d_error ; PWM+=kp*d_error + ki*error + kd*(error+pre_d_error-2*pre_error); } 心得体会 通过本此课程设计我已经可以熟练使用一些控制算法及设计方法。与此同时，也锻炼了我们的基本设计能力，为我们日后的学习打下了坚实的基础。通过这次课程设计，进一步加深了对计算机控制技术的了解，让我对它有了更加浓厚的兴趣。特别是每当程序编写调试成功时，心里特别的开心。但是有时也遇到了不少问题，特别是硬件之间的连接，总是有错误的存在，但是在我们细心的检查下，终于找出了错误和警告的所在，排除困难后，心里终于舒了一口气。 在空调控制系统的设计过程中，再一次认识到团队精神以及协同合作的重要性和优越性，无论是学习，还是日常生活，都应该继承和发扬这种珍贵的团队精神。虽然这次学习时间并不长，但是对自主学习的要求提高了，通过这样的学习形式，提高了我的学习能力。此次的《计算机控制技术》课程设计，得到了不少的启示。思考问题以及进行实践都要严谨，缜密。真所谓小心取证，就是这个道理。让我重新认识了团队精神的重要性及如何在团队中尽可能的发挥自己的长处、优势；如何去学习别人的长处、优点来弥补自身的不足都有了一定程度的提升。通过学习空调控制系统的设计,更加了解可编程控制器的构造及应用，激发我们的创新意识。在学习与进行设计的过程中，利用已经掌握的知识及查阅的资料，自行完成课程设计任务以及设计完成。“学无止境，上下求索”，在今后的工作中，我将把学到的知识和自己的同伴的知识融合，并灵活的运用到学习、工作和生活当中。课程设计的学习生活使我的人生有了较高的起点，在这个起点上，我将不断向前，用自己辛勤的汗水，铿锵的脚步和竖韧不拔的精神，体验人生的涵义，谱写对生命的承诺。只有不断挑战自己、超越自己，才能跟上时代的步伐。 参考文献 [1]于海生编著计算机控制技术. 北京：机械工业出版社，2009 [2]余锡存曹国华著单片机原理与接口技术．西安：西安电子科技大学出版社，2003年。 [3]田良黄正谨著综合电子设计与实践．南京：东南大学出版社，2003年。 附录 #include void Lcd_WriteData(unsigned char TempData); void Lcd_WriteCmd(unsigned char TempData,unsigned char BuysC); void Lcd_ReadStatus(void); void Lcd_Init(void); //LCD初始化 unsigned char Lcd_ReadData(void); void DisplayString(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char *DData); void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData); void Delay(unsigned int delaytime); unsigned int ADC0809(); void setup(unsigned char); void output(int temp1,int temp2); unsigned char key_scan(); /******************************************************************** 全局变量定义 ********************************************************************/ sbit Lcd_RS=P3^0; sbit Lcd_RW = P3^1; sbit Lcd_E = P3^2; #define Lcd_Data P0 sbit ST=P2^5; sbit EOC=P2^6; sbit OE=P2^7; sbit CLK=P2^4; #define ADC_OUT P1 sbit up=P3^4; sbit down=P3^5; sbit motor=P2^0; sbit hot=P2^1; sbit cold=P2^2; int setup_t=250 /******************************************************************** 主函数 ********************************************************************/ void main(void) { unsigned int current_t; unsigned char key; Lcd_Init(); //lcd初始化 while(1) { current_t=ADC0809(); key=key_scan(); setup(key); output(current_t,setup_t); } } /******************************************************************** 子函数定义 ********************************************************************/ unsigned char key_scan() { unsigned char temp=0; if(up==0) {temp=1; while(!up); } else if(down==0) {temp=2;while(!down); } return(temp); } void setup(unsigned char t1) { if(t1==1) setup_t++; if(t1==2) setup_t--; } void output(int temp1,int temp2) { unsigned char table[3]; table[2]=temp1%10; table[1]=(temp1/10)%10; table[0]=(temp1/100)%10; DisplayString(0,1,"Current T:"); DisplayOneChar(10,1,table[0]+0x30); DisplayOneChar(11,1,table[1]+0x30); DisplayOneChar(12,1,'.'); //LCD显示测量值 DisplayOneChar(13,1,table[2]+0x30); DisplayOneChar(14,1,'C'); table[2]=temp2%10; table[1]=(temp2/10)%10; table[0]=(temp2/100)%10; DisplayString(0,0,"SetUp T:"); DisplayOneChar(10,0,table[0]+0x30); DisplayOneChar(11,0,table[1]+0x30); DisplayOneChar(12,0,'.'); //LCD显示测量值 DisplayOneChar(13,0,table[2]+0x30); DisplayOneChar(14,0,'C'); if(temp1>temp2){motor=0; cold=0;hot=1; } else if(temp1 else {motor=1; cold=1;hot=1;} } void pid(void) //电机 { error=ideal_speed-pulse_speed; d_error = error - pre_error; pre_error = error; pre_d_error = d_error ; PWM+=kp*d_error + ki*error + kd*(error+pre_d_error-2*pre_error); } /******************************************************************** A/D转换程序 ********************************************************************/ 空调自动化控制原理说明 自动化系统是智能建筑的一个重要组成部分。楼宇自动化系统的功能就是对大厦内的各种机电设施，包括中央空调、给排水、变配电、照明、电梯、消防、安全防范等进行全面的计算机监控管理。其中,中央空调的能耗占整个建筑能耗的50%以上，是楼宇自动化系统节能的重点[1]。由于中央空调系统十分庞大，反应速度较慢、滞后现象较为严重，现阶段中央空调监控系统几乎都采用传统的控制技术，对于工况及环境变化的适应性差，控制惯性较大，节能效果不理想。传统控制技术存在的问题主要是难以解决各种不确定性因素对空调系统温湿度影响及控制品质不够理想。而智能控制特别适用于对那些具有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性、不存在已知算法和变动性大的系统的控制。“绿色建筑”主要强调的是:环保、节能、资源和材料的有效利用，特别是对空气的温度、湿度、通风以及洁净度的要求，因此，空调系统的应用越来越广泛。空调控制系统涉及面广，而要实现的任务比较复杂，需要有冷、热源的支持。空调机组内有大功率的风机，但它的能耗很大。在满足用户对空气环境要求的前提下，只有采用先进的控制策略对空调系统进行控制，才能达到节约能源和降低运行费用的目的。以下将从控制策略角度对与监控系统相关的问题作简要讨论。 2 空调系统的基本结构及工作原理 空调系统结构组成一般包括以下几部分[2] [3]: (1) 新风部分 空调系统在运行过程中必须采集部分室外的新鲜空气(即新风)，这部分新风必须满足室内工作人员所需要的最小新鲜空气量，因此空调系统的新风取入量决定于空调系统的服务用途和卫生要求。新风的导入口一般设在周围不受污染影响的地方。这些新风的导入口和空调系统的新风管道以及新风的滤尘装置(新风空气过滤器)、新风预热器(又称为空调系统的一次加热器)共同组成了空调系统的新风系统。 (2) 空气的净化部分 空调系统根据其用途不同，对空气的净化处理方式也不同。因此，在空调净化系统中有设置一级初效空气过滤器的简单净化系统，也有设置一级初效空气过滤器和一级中效空气过滤器的一般净化系统，另外还有设置一级初效空气过滤器，一级中效空气过滤器和一级高效空气过滤器的三级过滤装置的高净化系统。 (3) 空气的热、湿处理部分 对空气进行加热、加湿和降温、去湿，将有关的处理过程组合在一起，称为空调系统的热、湿处理部分。在对空气进行热、湿处理过程中，采用表面式空气换热器(在表面式换热器内通过热水或水蒸气的称为表面式空气加热器，简称为空气的汽水加热器)。设置在系统的新风入口，一次回风之前的空气加热器称为空气的一次加热器;设置在降温去湿之后的空气加热器，称为空气的二次加热器;设置 沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目 HVAC暖通空调自控系统 技术方案设计书 一. 总体设计方案 根据用户对项目要求，并结合沈阳建筑智能化建筑现状，沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目是屹今为止整个沈阳所有建筑物厂区当中智能化程度要求较高的。沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目里面分布着大量的暖通空调机电设备。 ？如何将这些暖通空调机电设备有机的结合起来，达到集中监测和控制，提高设备的无故障时间，给投资者带来明显的经济效益； ？如何能够使这些暖通空调机电设备经济的运行，既能够节能，又能满足工作要求，并在运行中尽快的将效益体现出来； ？如何提高综合物业管理综合水平，将现代化的的计算机技术应用到管理上提高效率。 这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。 沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调楼宇自动化控制系统的监测和控制主要包括下列子系统： 冷站系统 空调机组系统 本暖通空调楼宇自动化控制系统之设计是依据沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目的设计要求配置的，主体的设计思想是结合招标文件及设计图纸为准。 1.1冷站系统 （1）控制设备内容 根据项目标书要求，暖通自控系统将会对以下冷站系统设备进行监控：监控设备监控内容 冷却水塔（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态。 冷却水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态、水流开关状态； 冷却水供回水管路供水温度、回水温度， 冷水机组（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态； 冷冻水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态、水流开关状态； 冷冻水供回水管路供水温度、回水温度、回水流量； 分集水器分水器压力、集水器压力、压差旁通 阀调节； 膨胀水箱高、低液位检测； 有关系统的详细点位情况可参照所附的系统监控点表。 （2）控制说明 本自控系统针对冷站主要监控功能如下： 监控内容控制方法 冷负荷需求计算根据冷冻水供、回水温度和回水流量测量值，自动计算建筑空 调实际所需冷负荷量。 机组台数控制根据建筑所需冷负荷自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节 能目的。 独立空调区域负荷计算根据Q=C*M*(T1-T2) T1＝分回水管温度，T2＝分供水总管温度， M＝分回水管回水流量 当负荷大于一台机组的15%，则第二台机组运行。 机组联锁控制启动：冷却塔蝶阀开启，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻 水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组， 关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷 却塔风机、蝶阀。 冷却水温度控制根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的启停台数，并且自 小议暖通空调控制系统设计及探讨 摘要：由于能源十分紧张, 同时暖通空调的能耗在国民经济总能耗中所占比重越来越大, 生活水平的提高, 空调系统的应用越来越普及, 所以开发中央空调系统的优化控制技术, 使中央空调系统在不同负荷下、不同工况条件下, 都能以最佳效率运行, 并且达到最好的控制效果, 是非常迫切的并且具有非常广阔的应用前景。 关键词：暖通空调；低效运行；控制系统 中图分类号：TM925.12 文献标识码：A 文章编号： 引言 随着生活水平的提高，空调系统的应用越来越普及，中央空调系统的能最消耗一般占整个建筑耗能的50％以上。但目前实际情况是，空调系统是按满足用户最大需求而设计，所有的空调系统长时间处在低负荷下运行。由于能源十分紧张，同时暖通空调的能耗在国民经济总能耗中所占比重越来越大，所以开发中央空调系统的优化控制技术，使中央空调系统在不同负荷下、不同工况条件下，都能以最佳效率运行，并且达到最好的控制效果，是非常迫切的并且具有非常广阔的应用前景。 暖通空调系统 1. 整体工艺。暖通空调工作原理就是制冷剂在制冷机组的蒸发器中与冷冻水进行热量的交换而汽化, 从而使冷冻水的温度降低, 然后, 被汽化的制冷剂在压缩机作用下, 变成高温高压气体, 流经制冷机组的冷凝器时被来自冷却塔的冷却水冷却, 又从气体变成了低温低压的液体, 同时被降温的冷冻水经冷冻水水泵送到空气处理单元的热交换器中, 与混风进行冷热交换形成冷风源, 通过送风管道送入被调房间。如此循环, 在夏季, 房间的热量就被冷却水所带走, 在流经冷却塔时释放到空气中。 2. 供水系统。常用的冷冻水( 水为载冷剂) 系统的冷冻水管道均为循环式系统。变流量系统根据其组成装置不同, 又可分为“相对的变流量系统”, 即冷量制备环路是定流量, 而冷量输送环路是变流量的; 和“真正的变流量系统”, 即冷水机组蒸发器变流量系统, 流过蒸发器的水量由负荷端的需求来确定, 后者能够充分发挥变流量系统的节能潜力。 3. 空气处理单元。在暖通空调空气处理单元中,首先是新风与部分回风混合, 形成混风, 混风经过热交换器与冷冻水进行热交换形成送风, 在冬天, 混风吸收能量温度提高, 在夏天, 混风温度降低, 送风在风机的作用下经过送风管道进入房间, 与房间内的空气进行热量的传递, 最 本技术属于智能空调技术领域，尤其涉及一种智能空调控制系统，包括：用户端，用于采集用户的体征数据；控制端，用于输入温度值；还用于输入温度值后，用预设的模型对输入的温度值和用户的体征数据进行分析，当分析结果为输入的温度值对用户存在致病风险时，对输入的温度值进行修正，得到修正温度值；还用于得到修正温度值后控制空调送风。使用本系统，当用户的主观判断温度存在问题时，控制端能够对其输入的温度进行修正后，再控制空调送风。与现有技术相比，能够尽量避免出现用户因为主观判断的温度不当而导致生病的情况发生。 技术要求 1.一种智能空调控制系统，其特征在于，包括： 用户端，用于采集用户的体征数据； 控制端，用于输入温度值；还用于输入温度值后，用预设的模型对输入的温度值和用户 的体征数据进行分析，当分析结果为输入的温度值对用户存在致病风险时，对输入的温 度值进行修正，得到修正温度值；还用于得到修正温度值后控制空调送风。 2.根据权利要求1所述的智能空调控制系统，其特征在于：控制端还用于当分析结果为输入的温度值对用户存在致病风险时，发出提醒，提醒的内容包括温度提醒及健康提醒。 3.根据权利要求2所述的智能空调控制系统，其特征在于：控制器还用于选择模式，模式包括正常模式和睡眠模式；睡眠模式时，用户端还用于每隔N分钟采集一次用户体征数据并发送给控制端，控制端还用于基于预设的调节模型，根据用户最新的体征数据对当前 温度进行调节。 4.根据权利要求3所述的智能空调控制系统，其特征在于：用户端有多个，当多个用户端同时给同一控制端发送用户的体征数据时，控制端分别根据每组体征数据得到预估调节 温度值后，选择数值最大的调节温度值作为实际调节值进行温度调节。 5.根据权利要求4所述的智能空调控制系统，其特征在于：控制端还用于分析用户的体征数据。 目录 摘要.......................................................................................................... II Abstract ................................................................................................. I V 目录............................................................................................................ I 前言.. (1) 1绪论 (2) 1.1空调的概述 (2) 1.2空调的发展历史 (2) 1.3空调的发展趋势 (4) 1.4系统总体方案及硬件设计 (5) 2系统硬件的选择及其功能特性 (6) 2.1 AT89C51单片机的结构及其功能 (6) 2.1.1 AT89C51单片机的结构 (6) 2.1.2AT89C51单片机的引脚及其功能 (7) 2.1.3时钟震荡器 (10) 2.1.4闲散节电模式 (11) 2.1.5掉电模式 (12) 2.1.6程序存储器的加密 (13) 2.2 DS18B20温度传感器 (13) 2.2.1 DS18B20概述 (13) 2.2.2 DS18B20测温操作 (14) 2.2.3报警操作信号 (15) 2.3 LED数码管 (16) 3硬件电路的设计 (18) 3.1时钟电路 (18) 3.2显示电路的设计 (19) 3.3按键电路设计 (20) 3.4温度传感器电路 (21) 3.5复位电路的设计 (22) 3.6系统总电路 (22) 4软件系统设计 (24) 4.1概述 (24) 4.2主程序流程图 (24) 4.3程序源代码 (25) 总结 (34) 致谢 (35) 参考文献 (36) 摘要 随着时代的进步和发展，空调已经普及到我们生活、工作，极大地改善了人们的生活品质。本文主要介绍了一个基于A T89C51单片机的温度检测、调节、控制的空调系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感器DS18B20的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了设计。 该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限在通过单片机控制温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生 基于PLC的中央空调控制系统设计 摘要 中央空调现已广泛的应用在各大商场、办公大厦等场所中，传统控制系统中在控制较适宜的温度的同时，却消耗了大量的能量。如今，人们越来越重视中央空调的舒适性和节能性，本文重点研究了中央空调冷冻泵机组控制系统，为舒适的生活工作环境及有效节能提供了技术条件。 本文首先介绍了中央空调的结构和工作原理，总结了传统中央空调的缺点，即冷冻泵、冷却泵不能自我调节负载，长期处于满负荷运行，造成了极大的能源浪费，随着变频技术日趋成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量达到节能目的。该系统采用西门子的S7—200PLC作为主控制单元，利用传统PID 控制算法，通过西门子MM440 变频器控制水泵运转速度，保证系统根据实际负荷的情况调整流量，实现恒温控制，同时又可以节约大量能源。 通过对中央空调的理论分析，验证了以出回水温差为根据对其进行变流量控制的可靠性。对变频控制系统进行了设计，为实现温度信号远距离传送，设计了基于USS 协议的RS-485总线通讯的网络。通过西门子TD200 文本显示器实现人机界面的设计，最后使用MCGS 工控组态软件进行了系统的组态设计研究。 关键词中央空调；PLC；变频器；PID；RS-485 - I - 基于PLC的中央空调控制系统设计目录 摘要................................................................................................................................. I 第1章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 中央空调控制的研究现状及发展 (2) 1.2.1 中央空调控制系统的发展 (2) 1.2.2 中央空调变流量控制的发展 (3) 1.3 本研究课题的主要工作 (4) 第2章中央空调变流量控制的原理 (5) 2.1 中央空调系统的结构和原理 (5) 2.1.1 概述 (5) 2.1.2 制冷原理 (5) 2.1.3 中央空调系统的构成 (5) 2.2 中央空调变流量控制的原理及特点 (5) 2.2.1 变流量空调系统概述 (5) 2.2.2 中央空调变流量控制的实现方式 (7) 2.2.3 中央空调系统变流量系统的特点 (9) 2.3 电机的软启动原理及应用 (10) 2.3.1 软启动设备介绍 (10) 2.3.2 软启动器的应用场合 (10) 2.3.3 软启动器与变频器之间的区别对比 (10) 2.4 PID控制的设计 (11) 2.4.1 PID控制原理 (11) 2.4.2 PID控制器的参数整定 (12) 2.4.3 PID的反馈逻辑 (12) 2.4.4 P、I、D参数调整原则 (13) 2.4.5 对空调系统的PID变频控制 (13) 2.4.6实现设定值的自动调节 (13) 2.4.7 PID控制器设计及实现 (13) 2.5 本章小结 (14) 第3章中央空调控制系统的硬件设计 (15) 3.1 变频器的原理 (15) 3.2 西门子MM440变频器性能介绍 (15) 3.2.1 主要特征 (16) 3.2.2 控制性能的特点 (16) 3.2.3 保护功能 (16) 3.2.4 变频器运行的环境条件 (16) 3.2.5 使用变频器设计系统时需注意的问题 (17) - II - 自控系统介绍 一、概述 随着科技的不断发展和进步，现代化的建筑物迅速崛起及发展，已成为国民经济迅速增长的必然条件。而现代化建筑物的大型化、智能化和多功能化，必然导致建筑物内机电设备种类繁多，技术性能复杂，维修服务保养项目的不断增加，管理工作已非人工所能应付。因此，采用自动化监控系统技术及计算机管理已成为现代建筑最重要的管理手段。它可以大量的节省人力、能源、降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、减少维护及营运成本，提高建筑物总体运作管理水平。 建筑自动化监控系统（Building Automation System，简称BAS），实质上是一套中央监控系统（Central Control Monitoring System, 简称CCMS）,有时称为综合中央管理系统。现阶段已广泛应用于各类建筑领域，以提供对各类建筑物内设备进行高效率管理与控制的有效途径。 BA系统的主要功能是： 对机电设备实现以最优控制为中心的过程控制自动化； 以运行状态监视和计算为中心的设备管理自动化； 以安全状态监视和灾害控制为中心的安全管理自动化； 以节能运行为中心的能量管理自动化。 机房集中监控系统是智能建筑系统中最重要的子系统之一，这可以从以下几方面看出： 智能建筑设备控制中机房设备相对比例较大，控制流程和技术较复杂，涉及自动控制、通信、计算机、图形及显示技术等。 机房集中监控系统，它不仅涉及对大厦的电、风、水等设备进行控制，而且与大厦的IT（信息技术）应用了有紧密的联系。 机房集中监控系统技术发展十分迅速，控制网络技术的突破性进展给楼宇控制领域带来巨大的影响。 机房集中监控系统是智能化工程中投资较大的部分。 1、系统的必要性 随着计算机技术的发展和普及，计算机系统数量与日俱增，其配套的环境设备也日益增多，计算机房已成为各大单位的重要组成部分。机房的环境设备（供配电、 UPS、暖通设备、等）必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。一旦机房设备出现故障，就会影响到计算机系统的运行，对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁，如事故严重又不能及时处理，就可能损坏硬件设备，造成严重后果。所以机房的集中管理更为重要，一旦系统发生故障，造成的经济损失更是不可估量。尤其目前国内普遍缺乏机房环境设备的专业管理人员，在许多地方的机房不得不安排软件人员或者不太懂机房设备管理甚至根本不懂机房设备维护的人员值班，这对机房的安全运行无疑又是一个不利因素。正是为了解决上述问题，本自控方案实现了机房设备的统一监控，减轻了机房维护人员负担，提高了系统的可靠性，实现了机房的科学管理。 楼宇自动化(中央空调控制系统)课程设计 目录 摘要 (2) 第一章工程概况 (2) 第二章设计原则及依据 (2) 第一节设计原则 (2) 第二节设计依据 (2) 第三章中央空调系统 (3) 第一节中央空调系统原理与结构 (3) 第二节中央空调系统设计基本原则 (4) 第三节中央空调系统的冷负荷计算 (4) 第四章中央空调监控系统设计 (8) 第一节系统构成 (8) 第二节监控设计的注意事项 (8) 第三节机房监控系统设计 (9) 一、机房监控点位的布置 (9) 二、控制部分设计 (9) 第四节测点一览表 (11) 第五章新风系统监控设计 (11) 第一节系统功能及组成 (11) 一、系统功能 (11) 二、系统组成 (12) 第二节主要设备及选择 (12) 致谢 (13) 参考文献 (13) 附录 (13) 摘要 随着生活水平的不断提高，人们对居住环境的舒适性要求也越来越高。空调系统尤其是中央空调系统在建筑物中得到了越来越多的应用，像宾馆、办公楼等这类对舒适性要求较高的建筑，普遍采用中央空调系统。 中央空调系统的使用可以达到经济节能，环保，节约空间，个性化，简化管理，提升档次，投资方便等优点，是未来空调的发展方向之一。其统一的管理，良好的舒适度，高档的品位，广阔的利用空间一定能使用户的生活提高一个档次。而统一供冷供暖的方式，可以节约一大部分能量，环保的特质也会让用户感到特别满意。 第一章工程概况 本建筑为一商贸综合楼，共10层，建筑面积5997平方米，主要功能有餐饮、客房、办公室等。本工程设计范围包括餐饮、客房、办公室等的多联机空调设计；空调系统采用MDV智能变频控制多联式空调系统，无论从经济、使用寿命，还是从美观、清洁的角度讲，该系统都很符合建筑用途的要求。 在暖通空调负荷计算之前，按照《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005的要求，配合建筑专业对建筑围护结构热工进行了详细计算。通过计算使建筑热工设计满足节能标准的要求，为暖通空调节能设计奠定基础。 第二章设计原则及依据 第一节设计原则 1）设备保证是符合中华人民共和国最新执行标准，须为国内外知名品牌并通过国家、行业检测中心检测合格的设备。 2）产品及其所有零部件应是技术先进、设计正确、结构合理、安全可靠、节省能源、遵守机械、电器及建筑方面的通用技术要求，维护方便。制造产品的材料应具有足够的强度和合适的性能，且为原厂生产，并有该厂商标。产品必须是最新制造生产，不得有生锈、陈旧、过时的配件。 第二节设计依据 GBJ19-87《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50333-2002《医院洁净手术部建筑技术规范》 GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》 JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》 浅谈智能空调模块化控制系统设计与实现 发表时间：2018-07-18T11:35:16.190Z 来源：《科技研究》2018年6期作者：李昊 [导读] 模块化开发流程体系和技术在空调上的应用成果明显，这是一种解决研发设计效率和产品开发周期困境的有效方法。 珠海格力电器股份有限公司广东珠海 519000 摘要：随着大气环境污染的日益严重，如何提供清洁的优质空气变得越来越重要了。在空调制造行业，特别是商用机领域，降低成本、缩短交货周期是客户非常关注的需求。而在空调箱领域的市场，由于门槛低，技术优势不明显，越来越多的中小企业加入到这一产品的竞争中。模块化开发流程体系和技术在空调上的应用成果明显，这是一种解决研发设计效率和产品开发周期困境的有效方法。 关键词：模块化；智能空调；系统设计；功能实现 引言 为满足家用空调的现代审美要求和功能需求，引入系统设计方法，把智能空调系统设计因素分解为内部和外部系统元素，并运用系统化设计程序，模块化成套设计可以用最少量的模块，组合出满足不同用户群需求的差异化产品，能够依靠用户大资源去换取供应商的一流模块资源，使整个产品生命周期的业务过程简化，为实现大规模定制生产奠定了基础。模块化是以模块为基础，综合了通用化、系列化、组合化的特点，以解决复杂系统快速响应设计、供货和制造的高级标准化形式。模块化设计主要从平台基本型着手，通过在基本型基础上进行变型和不同模块的组合配置出不同类型、不同规格、不同用途的差异化产品。由于模块化装配是大规模定制生产的前提，因此在模块设计时应充分考虑制造工艺标准化、减少过程检验和延迟差异化生产，尽可能通过接口的标准化和结构协同性来满足装配效率要求。 1.智能空调模块化控制系统设计要点 依据满足用户需求的模块管理架构把相关零部件按照其影响的产品设计参数和模块驱动因子进行模块聚类。以面板模块为例，它包括面板、装饰板、装饰条、面板框４类基本解决方案，这些解决方案共同影响了内机宽度、深度、高度、罩壳、面板、骨架造型和面板自动升降等７类设计参数，这些参数在影响用户需求的评价方面比较相近，面板造型影响度略高、面板自动升降影响度略低。模块化产品架构中的模块通常由数种零件组合而成，高层级的模块包含着低层级的模块。由于模块都具有独立的功能，因此可单独生产、采购、检验和装配。有的模组由模块商直接供应组装好模块，有的模组由厂内的预装线完成模块预装，以模组型式上总装线生产。罩壳模块和其他模块的接口数量最多，在设计时应注意罩壳模块的接口标准化设计，以避免产生过多模块，提升装配效率。 2.NB—IOT网络智能控制设计 2.1NB—IOT模块控制系统框架 NB-IoT主要服务于低功耗广域物联网的连接需求，在同一基站的情况下，具有广覆盖、大连接、低成本、低功耗四大特点，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。NB-IoT模块所实现的功能是通过UART接收主控制器的数据并上传到云平台；接收从云平台传输的空调控制命令并通过UART下发给主控制器。空调远程控制系统总体框架如图１所示：云平台将电脑客户端或者手机移动端的控制命令通过NB-IoT模块下发到主控制器，进而下发给空调，实现对空调的控制。主控制器将定时采集到的空调运行状态数据通过NB-IoT模块传输到NB-IoT基站，经核心网传送到云平台，用于Web界面展示和手机移动端的访问，从而实现用户通过手机或Web界面对空调运行状态的查询及空调的远程控制。 2.2主控制器软件设计 主控制器的软件设计包括主程序、串口接收中断服务程序等。主程序首先对STM32进行初始化，以及NB-IoT模块初始化，主要负责定时向空调发送运行状态査询命令，完成空调状态参数的定时采集，并按规定的协议将空调状态数据上传云平台。主程序流程图如图2所示： 空调自动控制系统设计指南 1.空调自动控制系统及其基本类型 （1）空调系统的控制要求 空调的用户或工艺条件不同，空调系统的控制要求也往往不同，但不外乎以下几种情况： 1）空调机组的起停控制和安全保护 2）空调房间温度（或回风温度、或送风温度）的自动控制 3）独立空调系统的温湿度（室内、回风或送风）控制 4）区域内多个空调系统的集中管理与控制（集散式控制或分布式控制） 5）其它控制要求，如风量控制（变风量或定风量）、压差控制（过滤器压差、洁净室正压或负压、缺风保护等）等 在以上几种情况中，第5）类控制要求一般不会独立提出，一般伴随第2）~4）几种情况同时出现。第1）种控制要求独立提出时，严格意义上不属于空调自动控制系统的范畴，应该归于低压配电系统更为贴切。 在目前国内的空调自动控制类项目实施中，大部分按照目前的专业分工情况，对强弱电分柜制作和安装，即由独立的起动控制柜（配电箱）负责空调机组的起停控制和安全保护，弱电控制器及其相关部件则集成于另一个独立的弱电控制柜中。在雅士的标准中，我们倾向于强弱电一体的集成方案，即将空调机组的起停控制单元与弱电控制单元集成于同一个控制柜中，可有效减少外部接线，提高系统的可靠性。当然，采用强弱电一体的方案时，必须消除强电部分对弱电部分的电磁干扰。 （2）空调自动控制设备系统的基本类型 按照空调设备系统前述的不同控制要求，就有了以下几类典型的空调自动控制设备系统： 1）起动控制柜（配电箱）ASP 起动控制柜内集成了设备的供电控制回路（主回路）和保护控制回路（二次回路），其主要功能有二：手动或自动通断设备的供电电源，以控制设备的起停；提供过载、欠压、失压、缺相、短路等多种保护功能，保证受控设备及供电系统 Shandong University of Science and Technology 电子技术综合实践报告题目名称：智能空调控制系统 姓名：xxx 专业：电子信息科学与技术 班级： 2012级2班 学号： 201201050503 同组人：xx 指导教师：xxx 电子通信与物理学院 2015年7月 24日 指导教师评语 摘要 本系统以STC89C51为核心，采用温度采集模块、继电器模块、显示模块、存储模块、响铃模块、指示灯模块、键盘输入模块、实时时钟模块，实现了基于空调温度控制系统。 本设计采用STC89C51单片机作为主控制芯片，控制各项功能。采用温度传感器DS18B20来采集室内温度，当采集温度超出温度阈值发出警告，并通过继电器控制220V的大电压，使空调工作。采用DS1302 构成实时时钟模块，设定初始时间后，可进行计时。然后采用两块共阴极4位七段数码管构成显示模块，可将时间、温度等数据显示出来，又用了4个普通的非自锁按键，可自由切换显示的数据。采用的存储器是AT24C02，用来存放当前正在执行的数据和程序，具有掉电保护功能。 关键词：STC89C51、温度采集、数据显示、温度调控 目录 前言 (5) 第一章设计要求 (6) 第二章系统的组成及工作原理 2.1、系统的组成 (6) 2.2、系统的工作原理 (6) 2.3、系统各模块功能的实现 (7) 2.3.1、按键切换功能及显示功能 (7) 2.3.2、按键调节功能 (8) 2.3.3、指示灯指示及响铃功能 (8) 2.3.4、存储功能 (8) 2.3.5、空调自动启动和关闭功能 (8) 第三章电路设计 (9) 3.1、单片机最小系统 (10) 3.2、显示模块设计 (11) 3.3、温度采集模块设计 (12) 3.4、实时时钟模块设计 (13) 3.5、继电器模块设计 (15) 3.6、响铃模块设计 (15) 3.7、键盘输入输出模块设计 (16) 3.8、存储模块设计 (17) 3.9、指示灯模块设计 (18) 3.10、系统原理图 (19) 第四章系统仿真与调试分析 (20) 4.1、系统仿真模型 (20) 4.2、仿真结果 (20) 4.2.1、室内温度在阈值范围之内及之外仿真结果 (20) 4.2.2、按键S1切换显示内容仿真结果 (21) 4.2.3、按键S2、S3、S4切换调节阈值仿真结果 (24) 4.2.4、掉电存储功能仿真结果 (26) 总结 (26) 参考文献 (27) 空调自动控制系统软件设计及调试 尹海蛟 空调的硬件电路只是起到支持作用。因为作为自动化控制的大部分功能，只能采取软件程序来实现，而且软件程序的优点是显而易见的。它既经济又灵活方便，而且易于模块化和标准化。同时，软件程序所占用的空间和时间相对来说比硬件电路的开销要小得多。同时，与硬件不同，软件有不致磨损、复制容易、易于更新或改造等特点，但由于它所要处理的问题往往远较硬件复杂，因而软件的设计、开发、调试及维护往往要花费巨大的经历及时间。但相比之下，这些代价所取得的功能远优于仅依靠硬件电路所实现的功能。 1.空调自动控制系统软件程序设计思想 在硬件电路设计好以后，软件设计则是最重要的一个设计部分，由于空调自动控制的大部分智能化功能都是软件来完成，这样就使得硬件电路设计的简化和成本低可以得到实现。然而，8051单片机采用的是与其物理地址联系非常紧密地汇编语言来进行编程的。我们知道汇编语言相对于高级语言而言，它的速度是比较快的，而且它的指令代码也非常简单，但前提是编程人员要对8051单片机内部硬件电路非常熟悉。这对编程人员的要求是比较高的。 在进行软件编程时，我们仍然要采用结构化模块方式编程，从而可以把一些非常大的程序逐步分解为几个小程序，这对于编程人员非常重要的。对于本课题而言，由于它最终要设计成样机形式。因此，我们就得对整机进行监控，这个监控程序中应包括各种芯片的初始化程序、自诊断程序及许多中断子程序等事实上，在对空调器上电后，它应在单片机的控制下自动转入监控程序的执行。我们在编制时把监控程序作为本机的主程序来进行工作。任何故障都会从监控程序的执行中得到响应，而且任何故障给予的响应方式和代码不同，因此这很方便的可以查找到该故障部位。显然，这只对硬件电路的故障有效。对于软件程序的执行故障，我们目前只能通过软件程序的调试安装及仿真来判别它是否正常运行。因为单片机毕竟不是微机或上位机。它所能容纳的程序能力也是有限的。当然，我们可以采用各种技术进行优化，这样就可以最大限度的直至软件程序的出错运行。各种子程序模块都挂接在该主程序上。编制它时，我们尽可能充分利用8051单片机的软件资源及内部寄存器资源，这样可以提高其运行速度。 硬件和软件式空调温度控制的核心设计方面，本课题把研究重点特别投向软件设计，毕竟自动控制功能大部分都要靠软件程序来完成。在本课题设计过程中，软件调试要花大量时间来调试运行，而硬件电路我们只需简单调试。因此可见硬件设计和软件设计有很大区别，而且在总体调试中还要对其进行调整。这都是本课题所研究的内容。我们从总体上把握了空调自动控制系统的设计思路，初步了解到该研究项目主要的研究工作内容和其采用的优点。倘若要具体进行各个细节 系统构成 空调物联网智能控制系统是由：系统控制中心、数据转接处理机、空调智能终端以及展示平台组成的，其相互之前的数据转接是通过以太网（有线或无线）、电力载波、3G无线通讯技术及全球定位系统（GPS)来实现的。 如图： 1.无线：主要是通过两种方式进行信号传输，第一种是使用电力载波技术，通过原有的电网进行信号传输，第二种是使用单位原有的网线进行传输（485线中有八根线，而日常的网络需要六根线，也就是说还有两根线是闲置的，可以使用这两根线进行信号的传输，同时也不会影响该区域原有的网络速度）。 2.有线：通过重新布置网线，设置空调物联网系统的专属网络，通过这个网络进行信 号的传输。 系统介绍 什么是物联网？ 物联网就是“物与物相连控制的互联网”：第一，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。 物联网的概念最初来源于美国麻省理工学院(MIT)在1999年提出的网络无线射频识别(RFID)系统，该系统可以把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现 智能化识别和管理。随着技术和应用的发展，物联网的涵已发生了较大变化。虽然物联网这一概念的严格定义还存在分歧，但是，关于物联网的基本特征是非常明确的。 物联网就是指通过通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统（GPS）、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网实际上是互联网的延伸和扩展。它包含了三个基本的要素，搭载在物品上的传感器、用于传输和存储信息的网络系统以及安装了应用软件的终端设备。传感器可以是条形码、RFID卡、电量表、温度传感器，也可以是其它能够用设备识别的信息载体；而根据应用系统的规模，网络系统可以是局域网(LAN)，也可以是广域网(WAN)，可以是有线网，也可以是无线网或各种总线及其综合系统；终端设备可以是PC、PDA，甚至是手机。利用物联网的这些特征，可以建立起包括中央空调机组、空调用户及室外环境的物联网，从而实现中央空调系统的管控一体化，达到高效管理和节能运行的目的。 什么是物联网空调？ 物联网空调是通过信息传感设备，按约定的协议，直接对空调终端进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、跟踪、监控和管理的一种网络空调。有别于原有的端到中端再到终端的传统网络空调，物联网空调是利用更强大的网络直接端到端的智能服务，快捷服务用户的智能网络空调。 什么是空调物联网智能控制系统？ 空调物联网智能控制系统是基于物联网概念的设计，以健康、时尚、节能为理念，根据人体对温度的感知模糊理论和智能系统集成技术相结合，通过智能优化单元，改变并优化空调压缩机的运行曲线，以达到最大限度降低能耗，提高利用效率，延长空调使用寿命的目的。 物联网在空调产业的首次应用 2011年8月，恒凯能源科技宣布，首台具有智能安防、远程运行监控、管理等功能的空调物联网节能控制终端——“爽帝”在新研发基地研制成功。 这是首家企业在物联网技术方面的成功应用，标志着省在空调产业发展上进入了一个崭新的阶段。物联网作为一项以互联网为基础的全新智能技术，将对人们的生活产生翻天覆地的变化。它改变了人们传统的生活理念与模式，对人们的生活与工作提供细致入微的协调与帮助，在不久的将来，必将成为人们不可或缺的助手。 空调控制系统设计毕业论文1 绪论 1．1 论文的研究目的和意义 随着能源的日趋减少，大气污染愈加严重，节能已是一个不容忽视的问题。众所周知，空调正朝着节能、舒适、静噪于一体的方向发展。如变频空调，它刚一问世，就显示出强大的生命力；家用中央空调将全部居室空间的空气调节和生活品质改善作为整体来实现，克服了分体式壁挂和柜式空调对分割室的局部处理和不均匀的空气气流等不足之处。通过巧妙的设计和安装可实现美观典雅和舒适卫生的和谐统一，是国际和国的发展潮流。可以预料，下世纪的空调将会以更快的步伐向前发展。目前空调已经广泛地应用于生产、生活中。 随着电子产品的快速发展，单片机的应用领域相当广泛，几乎很难找到没有单片机足迹的领域。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。 微型单片机系统以其体积小、性能价格比高，指令丰富、提供多种外围接口部件、控制灵活等优点，亦广泛应用于各种家电产品和工业控制系统中，在温度控制领域的应用也十分广泛。空调的主要功能是改变室温度。本文将初步的讨论单片机与空调的结合，用单片机控制实现空调的各项基本功能。 1．2 空调的概述 “空调”(room air conditioner) 即房间空气调节器，是一种用于给房间(或封闭空间、区域)提供处理空气的机组。它的功能是对该房间（或封闭空间、区域）空气的温度、湿度、洁净度和空气流速等参数进行调节，以满足人体舒适或工艺过程的要求。由被称为制冷之父的英国发明家威利斯·哈维兰德·卡里尔（有的地方译作开利）于1902年设计并安装了第一部空调系统。 按外形分类可分为窗式、分体挂壁式、分体立柜式、吊顶式、嵌入式、小型中央空调等。 1．2．1 空调的基本功能说明 （1）电辅助加热 市面上的冷暖空调分为普通冷暖空调和带辅助电加热冷暖空调，而带辅助电加热冷暖空调又分为采用电阻丝发热的和采用PTC 材料发热的冷热空调。采用电阻丝加热的空调是在空调机装上一个电阻丝通电发热，实质上就相当于一个挂在墙上的电炉，具有很大的安全隐患；而采用PTC材料发热的冷暖空调则是用特殊质地的陶瓷完全替代了电阻丝，完全排除了这种安全隐患。另外，PTC发热组件装上温控器和熔断器，起双重保护功能。 （2）超低温启动 目前市场上的空调大部分具备这一功能，能够在最低零下20度的时候快速启动，强劲制暖，方便我们的使用也有利于不同地区的朋友选择购买，而不具备的话则就会受地区的限制而无法普及性的进行售卖或受限制而无法购买。 (3)甲醛滤网 空调过滤原理:甲醛克星滤网是以波纹状驻极纤维为载体，波 过程控制课程设计报告 ——中央空调温度控制系统 一、课程设计目的 1、熟悉并掌握组态王软件的基本使用； 2、通过组态王软件的使用，进一步掌握了解过程控制理论基础知识； 3、培养自主查找资料、收索信息的能力； 4、培养实践动手能力与合作精神。 二、选题背景 随着计算机技术、信息技术、控制理论的快速发展，人们对生活质量和工作环境的要求也不断增长，智能建筑应运而生。中央空调是智能建筑的重要组成部分，中央空调的能耗占整个建筑能耗的50%~70％，因此中央空调系统的监控是楼宇自动化系统研究的重点。在民航业中，中央空调系统是航站楼内最为重要的系统之一，其系统的性能直接影响到旅客的感受。 三、设计任务 由于中央空调系统非常复杂，本设计选取温度作为主要被控对象，使用组态王设计温度监控画面，能实现被控环境的温度设定并实时监控温度的变化趋势，控制器采用PID控制算法，可以在监控界面上对PID参数进行整定，实现稳态误差小于5%。 四、详细设计 1、监控界面说明 监控界面主要由三部分组成：系统组成部分、PID调节部分和显示部分，如图1所示。 系统组成部分位于画面左上侧，由被控环境、温度传感器、A/D模块、控制器、D/A模块、变频器、风机和管道组成。温度传感器检测被控环境的温度，经过A/D模块传送至控制器，与温度设定值比较，输出控制值，经D/A模块传送至变频器，控制风机的转速。值0-10对应管道流速，0为不流动，10为最快，运行时点击“系统运行”按钮，管道出现流动效果。 PID调节部分位于画面右侧，包括PID控件、环境温度设定显示按钮和PID参数输入按钮。利用系统PID控件内置的PID实现温度的控制，点击相应的按钮可输入值。 显示部分位于画面左下侧和右上侧，包括实时温度曲线、历史温度曲线、报警窗口和实 摘要 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。本系统采用单片机STC89C52为中心器件来设计智能空调控制系统，系统实用性强、操作简单、扩展性强。他能给人们的生产和生活带来方便,可以节约能源,广泛应用于家庭、车站、办公室和其它室内场所。 关键词：STC89C52；数码管；智能空调控制；串口传输 目录 设计要求： (1) 1 方案设计与比较论证 (1) 1.1方案一 (1) 1.2方案二 (1) 1.3方案对比与选择 (2) 2 系统硬件电路设计 (2) 2.1主控芯片 (3) 2.2键盘电路的设计 (5) 2.3 显示电路 (6) 3 系统程序设计 (6) 3.1主程序 (6) 3.2键盘扫描子程序 (7) 3.3显示子程序 (8) 3.4串口中断服务程序 (8) 4 调试及性能分析 (9) 4.1 硬件调试 (9) 4.2 软件调试 (9) 5 总结与致谢 (9) 6 参考文献 (11) 7 附录一系统电路原理图 (12) 8 附录二：系统电路PCB图 (13) 9 附录四系统程序 (14) 设计要求： 1、设置自动、制冷、加热和换气四种模式，通过一个模式按键进行模式切换 2、设置2个按键，分别用来增加或减少温度值的设置 3、能实现温度设定，最高温度限制为30℃，最低温度限制为16℃，温度调整范围 为1℃ 4、可通过电脑进行远程设置（串口实现） 1方案设计与比较论证 1.1方案一 利用89C52的P1，P2两个口的16个引脚实现16个按键的独立式键盘的线路的连接。16个按键经上拉电阻拉高后，分别接到单片机的P1口和P2口的8条I/O 线上。在无键按下情况下，这16各引脚线上输入均为高电平，当有键按下时，与被按键相连的I/O线将得到低电平输入，其他位按键的输入线上仍维持高电平输入。16个控制16种不同的声音。这种方案简单易控制，但缺点是占用太多的I/O 口。 1.2方案二 利用可编程并行口8255芯片的PC口的8个引脚，即低4位作为回送线，高4位作为扫描线，来实现4*4矩阵式键盘的线路的连接，并且可以通过三极管来驱动数码管显示键码值，同时89C52可以控制发光二极管的控制。这种键盘适合采用动态扫描的方式进行识别，即如果采用低电平扫描，回送线必须被上拉为高电平；如果采用高电平扫描，则回送线需被下拉为低电平。这样使用一个8位I/O口（行、列各用4位）即可完成控制。这种方案优点是使用较少的I/O口线可以实现对较多的键的控制。 燕山大学 课程设计说明书题目：智能空调控制系统 学院（系）： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称 摘要 智能空调控制系统是根据温度传感器采集室内的环境温度与系统的预设值进行对比，通过控制系统的预先设置，空调进行自动制冷或制热，从而达到了智能控制的目的。根据人们对生活环境的要求和单片机的应用特性，本文介绍了应用STC89C52单片机进行控制的智能空调控制系统。 智能空调控制系统主要由电源电路、液晶显示电路、单片机控制电路、按键电路、控制指示电路等组成。其工作原理是温度传感器DS18B20采集室内温度传送给单片机，单片机分析数据，控制智能空调加热或制冷。 此系统可以通过按键设置空调的温度，使空调对室内进行加温或降温，也可以对系统预设一个温度值，通过传感器感知室内温度与智能空调的预设温度值进行对比，通过单片机控制空调对室内进行加温或降温，达到智能空调的自动控制功能。在定时功能启动的情况下，如果计时时间与定时时间相同，此时空调相应的状态会自动关闭，把定时时间存在STC89C52单片机内部的EEPROM中，断电后不会消失，直至通过按键去改变，达到了智能空调的定时功能。 关键词：智能空调；液晶显示；STC89C52单片机；ds18b20温度检测芯片 目录 1智能空调控制系统的方案设计 (1) 1.1智能空调控制系统 (1) 1.2系统工作原理 (2) 1.2.1系统功能模块工作原理介绍 (2) 1.2.2各功能要求实现的工作原理 (2) 2系统功能模块的设计与实现 (5) 2.1主控制模块 (5) 2.1.1主控制单元模块设计 (5) 2.1.2主控制单元工作原理 (5) 2.2电源模块设计 (6) 2.2.1电源模块概述 (6) 2.2.2电源模块的应用 (6) 2.3温度检测模块设计 (7) 2.3.1温度传感器的选取 (7) 2.3.2DS18B20概述 (7) 2.3.3温度检测单元电路 (8) 2.4显示模块设计 (10) 2.4.11602液晶显示器概述 (10) 2.4.2显示模块电路 (15) 2.5模块设计 (17) 2.5.1键盘电路功能设定 (17) 2.5.2矩阵键盘电路工作原理 (17) 2.6外围驱动电路模块设计 (18) 2.6.1驱动电路 (18) 2.6.2JQC-3FF继电器 (18)空调自动化控制原理.
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