專利名稱：一種智能風(fēng)機(jī)專用控制器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種智能風(fēng)機(jī)專用控制器及其控制方法。
背景技術(shù)：
目前在大多數(shù)公共建筑的風(fēng)機(jī)控制現(xiàn)場，都是通過人為干預(yù)，手動控制風(fēng)機(jī)的啟動或停止，一般是上班時間開啟，下班時間關(guān)閉。對于大部分應(yīng)用場合，需要風(fēng)機(jī)開啟的時間段比較多，隨著一周作息的不同，每天需要開啟風(fēng)機(jī)的時間段并不固定，所以人為手動控 制新風(fēng)機(jī)往往會造成錯開或漏開。對于大型公共建筑，往往需要更多的維護(hù)人員，增加了維護(hù)成本。如果兩個開啟時間段中間有一個短停止時間段，往往工作人員就會省略停止時間段，造成能源的浪費(fèi)，降低了風(fēng)機(jī)的工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述不足，本發(fā)明提供了一種智能風(fēng)機(jī)專用控制器及其控制方法，其不僅集成度高、可靠性強(qiáng)，而且配置靈活、維護(hù)成本低。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種智能風(fēng)機(jī)專用控制器，其特征是，包括主控制器、數(shù)字量輸入單元、數(shù)字量輸出單元、通信單元、實(shí)時時鐘單元和存儲器，所述數(shù)字量輸入單元、數(shù)字量輸出單元、通信單元、實(shí)時時鐘單元和存儲器分別與主控制器連接。進(jìn)一步地，所述主控制器包括32位ARM主控芯片STM32F103。進(jìn)一步地，所述數(shù)字量輸入單元與主控器之間設(shè)置有光耦隔離電路。進(jìn)一步地，所述數(shù)字量輸出單元與主控器之間設(shè)置有光耦隔離電路。進(jìn)一步地，所述實(shí)時時鐘單元包括實(shí)時時鐘芯片DS3231。一種智能風(fēng)機(jī)的控制方法，其特征是，包括以下過程步驟1，系統(tǒng)初始化，所述系統(tǒng)初始化過程為初始化外設(shè)電路、讀取存儲器中的保護(hù)數(shù)據(jù)和恢復(fù)掉電數(shù)據(jù)的過程；步驟2，數(shù)據(jù)處理，所述數(shù)據(jù)處理過程為對數(shù)字量輸入單元輸入信號進(jìn)行采集、讀取當(dāng)前時間以及控制輸出信號的過程；步驟3，通信處理，所述通信處理過程為響應(yīng)上位機(jī)發(fā)來的工作指令，完成各種參數(shù)的配置工作，以及對當(dāng)前時間的設(shè)定，同時讀取輸入輸出信號狀態(tài)值的過程；步驟4，數(shù)據(jù)存儲，所述數(shù)據(jù)存儲過程為將系統(tǒng)的配置信息保存到外部掉電數(shù)據(jù)存儲器中的過程。上述控制方法中，所述通信處理包括以下步驟步驟300，工作開始；步驟301，讀取輸入信號；步驟302，判斷控制模式，如果是手動模式，則進(jìn)入步驟303，如果是自動模式，則進(jìn)入步驟304 ；步驟303，對輸入數(shù)字量控制信號進(jìn)行判斷，如果是啟動信號，則進(jìn)入步驟305，如果是停止信號，則進(jìn)入步驟306 ；步驟304，判斷是否在設(shè)定的開啟時間段內(nèi)，如果在設(shè)定的開啟時間段內(nèi)，則進(jìn)入步驟305，否則進(jìn)入步驟306 ；步驟305，啟動風(fēng)機(jī)并轉(zhuǎn)入步驟307 ；步驟306，停止風(fēng)機(jī)并轉(zhuǎn)入步驟307 ；步驟307，工作結(jié)束。
上述控制方法中，所述開啟時間段可以配置多個開啟時間段。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明采用手動和自動兩種控制模式，針對多變的現(xiàn)場環(huán)境，使風(fēng)機(jī)的控制更加靈活，在自動控制模式下，只需要工作人員稍加配置，就可以完成風(fēng)機(jī)開啟的精確控制，大大提高了風(fēng)機(jī)的工作效率，降低了不必要的能源損耗，從而降低了生產(chǎn)成本和人工成本。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明所述中控制器的主控芯片電路原理圖；圖3是本發(fā)明所述數(shù)字量輸入單元的電路原理圖；圖4是本發(fā)明所述數(shù)字量輸出單元的電路原理圖；圖5是本發(fā)明所述存儲器的電路原理圖；圖6是本發(fā)明所述實(shí)時時鐘單元的電路原理圖；圖7是本發(fā)明所述通信單元的電路原理圖；圖8是本發(fā)明的方法流程圖；圖9是本發(fā)明所述通信處理過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖I至圖7所示，本發(fā)明的一種智能風(fēng)機(jī)專用控制器，其特征是，包括主控制器、數(shù)字量輸入單元、數(shù)字量輸出單元、通信單元、實(shí)時時鐘單元和存儲器，所述數(shù)字量輸入單元、數(shù)字量輸出單元、通信單元、實(shí)時時鐘單元和存儲器分別與主控制器連接。圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。如圖I所示，所述智能風(fēng)機(jī)專用控制器包括數(shù)字量輸入單元、數(shù)字量輸出單元、主控制器電路、存儲器電路、實(shí)時時鐘電路和由232通信芯片組成的通信電路。所述數(shù)字量輸入單元和數(shù)字量輸出單元分別主控制器IO引腳連接，所述主控制器通過SPI接口與存儲器單元連接，通過IIC接口與實(shí)時時鐘電路連接，通過232通信接口與通信單元連接。圖2是本發(fā)明所述中控制器的主控芯片電路原理圖。如圖2所示，所述主控制器UlA采用的32位ARM芯片STM32F103，運(yùn)算速度快，性價比高，并提供豐富的常用外設(shè)接口 ；U2為看門狗芯片，監(jiān)控系統(tǒng)的電源電壓和主控制器芯片的運(yùn)行狀態(tài)，提高系統(tǒng)的可靠性。圖3是本發(fā)明所述數(shù)字量輸入單元的電路原理圖。如圖3所示，所述數(shù)字量輸入采集單元可以接收24V工業(yè)信號，并通過光耦隔離電路與主控制器麗娜姐，提高輸入信號的可靠性，光耦兩邊使用的電源是隔離的。 圖4是本發(fā)明所述數(shù)字量輸出單元的電路原理圖。如圖4所示，所述數(shù)字量輸出單元為繼電器輸出，主控制器的輸出信號通過光耦隔離電路U2與數(shù)字芯片ULN2803連接，ULN2803芯片為達(dá)林頓輸出，驅(qū)動能力強(qiáng)，直接連接繼電器線圈，驅(qū)動繼電器，光耦兩邊使用的電源是相互隔離的。圖5是本發(fā)明所述存儲器的電路原理圖。如圖5所示，所述存儲器為外部掉電數(shù)據(jù)存儲單元，主要由一片EEPROM組成，將系統(tǒng)運(yùn)行的保護(hù)數(shù)據(jù)實(shí)時保存。圖6是本發(fā)明所述實(shí)時時鐘單元的電路原理圖。如圖6所示，所述實(shí)時時鐘電路單元采用高精度、低功耗的實(shí)時時鐘芯片DS3231，用來確定當(dāng)前時間值。該芯片內(nèi)置晶體振蕩器，提高了長期精確度；該芯片的外部電池輸入引腳連接鋰電池E1，斷開主電源后仍可保持精確的計(jì)時。圖7是本發(fā)明所述通信單元的電路原理圖。如圖7所示，所述通信單元主要由一片ADM3251芯片組成，是一款集成了 5V輸出隔離電源的隔離收發(fā)器，接口帶有極高的靜電放電保護(hù)，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。圖8是本發(fā)明的方法流程圖。如圖8所示，本發(fā)明的一種智能風(fēng)機(jī)的控制方法包括以下步驟步驟1，系統(tǒng)初始化初始化外設(shè)電路、讀取存儲器中的保護(hù)數(shù)據(jù)和恢復(fù)掉電數(shù)據(jù)；步驟2，數(shù)據(jù)處理為對數(shù)字量輸入單元輸入信號進(jìn)行采集、讀取當(dāng)前時間以及控制輸出信號；步驟3，通信處理響應(yīng)上位機(jī)發(fā)來的工作指令，完成各種參數(shù)的配置工作，以及對當(dāng)前時間的設(shè)定，同時讀取輸入輸出信號狀態(tài)值；步驟4，數(shù)據(jù)存儲將系統(tǒng)的配置信息保存到外部掉電數(shù)據(jù)存儲器中，并轉(zhuǎn)入步驟2，依次循環(huán)。圖9是本發(fā)明所述通信處理過程的流程圖。如圖9所示，上述控制方法中所述通信處理過程包括以下步驟步驟300，工作開始；步驟301，讀取輸入信號；步驟302，判斷控制模式，如果是手動模式，則進(jìn)入步驟303，如果是自動模式，則進(jìn)入步驟304 ；步驟303，對輸入數(shù)字量控制信號進(jìn)行判斷，如果是啟動信號，則進(jìn)入步驟305，如果是停止信號，則進(jìn)入步驟306 ；步驟304，判斷是否在設(shè)定的開啟時間段內(nèi)，如果在設(shè)定的開啟時間段內(nèi)，則進(jìn)入步驟305，否則進(jìn)入步驟306 ；步驟305，啟動風(fēng)機(jī)并轉(zhuǎn)入步驟307 ；步驟306，停止風(fēng)機(jī)并轉(zhuǎn)入步驟307 ；步驟307，工作結(jié)束。上述控制方法中，所述開啟時間段可以配置多個開啟時間段，在自動模式下，判斷是否為開啟時間段內(nèi)，則是通過讀取實(shí)時時鐘芯片，根據(jù)當(dāng)前時間值，與設(shè)定的多個時間段比較，如果當(dāng)前時間值在設(shè)定的開啟時間段內(nèi)則開啟有效。本發(fā)明適用于公共建筑新風(fēng)機(jī)控制，分為手動控制和自動控制兩種工作模式在手動控制模式下，可以通過外部輸入啟停信號，直接控制新風(fēng)機(jī)的啟停；在自動控制模式下，可以對新風(fēng)機(jī)每天運(yùn)行時間段進(jìn)行設(shè)置，如果當(dāng)前時間在開啟新風(fēng)機(jī)時間段內(nèi)，則啟動新風(fēng)機(jī)。自動控制模式下，可以提高新風(fēng)機(jī)利用率，減少新風(fēng)機(jī)工作時間，避免了不必要的能源浪費(fèi)。本智能新風(fēng)機(jī)專用控制器，還具有日、周、月三種設(shè)置方式(1) “日”方式下，可以設(shè)置多個啟動時間段，當(dāng)前時間在啟動時間段內(nèi)，則數(shù)字量輸出單元輸出啟動信號；(2)“周”方式下，可以按工作日和休息日來劃分為兩種工 作方式，每種工作方式均可設(shè)置多個啟動時間段；(3) “月”方式下，用戶可以按月為單位，將一個月中的每一天分別進(jìn)行配置，設(shè)置多個啟動時間段，；這樣大大提高了使用的靈活性，適應(yīng)大多數(shù)公共建筑新風(fēng)機(jī)控制要求。在特殊工作方式下，用戶還可以切換到手動模式下，根據(jù)現(xiàn)場特定的情況，啟停新風(fēng)機(jī)。這種靈活的配置，多種組合方式，可以適應(yīng)更多的現(xiàn)場環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種智能風(fēng)機(jī)專用控制器，其特征是，包括主控制器、數(shù)字量輸入單元、數(shù)字量輸出單元、通信單元、實(shí)時時鐘單元和存儲器，所述數(shù)字量輸入單元、數(shù)字量輸出單元、通信單元、實(shí)時時鐘單元和存儲器分別與主控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種智能風(fēng)機(jī)專用控制器，其特征是，所述主控制器包括32位ARM主控芯片STM32F103。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種智能風(fēng)機(jī)專用控制器，其特征是，所述數(shù)字量輸入單元與主控器之間設(shè)置有光耦隔離電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種智能風(fēng)機(jī)專用控制器，其特征是，所述數(shù)字量輸出單元與主控器之間設(shè)置有光耦隔離電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種智能風(fēng)機(jī)專用控制器，其特征是，所述實(shí)時時鐘單元包括實(shí)時時鐘芯片DS3231。
6.一種智能風(fēng)機(jī)的控制方法，其特征是，包括以下過程 步驟1，系統(tǒng)初始化，所述系統(tǒng)初始化過程為初始化外設(shè)電路、讀取存儲器中的保護(hù)數(shù)據(jù)和恢復(fù)掉電數(shù)據(jù)的過程； 步驟2，數(shù)據(jù)處理，所述數(shù)據(jù)處理過程為對數(shù)字量輸入單元輸入信號進(jìn)行采集、讀取當(dāng)前時間以及控制輸出信號的過程； 步驟3，通信處理，所述通信處理過程為響應(yīng)上位機(jī)發(fā)來的工作指令，完成各種參數(shù)的配置工作，以及對當(dāng)前時間的設(shè)定，同時讀取輸入輸出信號狀態(tài)值的過程； 步驟4，數(shù)據(jù)存儲，所述數(shù)據(jù)存儲過程為將系統(tǒng)的配置信息保存到外部掉電數(shù)據(jù)存儲器中的過程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種智能風(fēng)機(jī)的控制方法，其特征是，所述通信處理包括以下步驟 步驟300，工作開始； 步驟301，讀取輸入信號； 步驟302，判斷控制模式，如果是手動模式，則進(jìn)入步驟303，如果是自動模式，則進(jìn)入步驟304 ； 步驟303，對輸入數(shù)字量控制信號進(jìn)行判斷，如果是啟動信號，則進(jìn)入步驟305，如果是停止信號，則進(jìn)入步驟306; 步驟304，判斷是否在設(shè)定的開啟時間段內(nèi)，如果在設(shè)定的開啟時間段內(nèi)，則進(jìn)入步驟305，否則進(jìn)入步驟306 ； 步驟305，啟動風(fēng)機(jī)并轉(zhuǎn)入步驟307 ； 步驟306，停止風(fēng)機(jī)并轉(zhuǎn)入步驟307 ； 步驟307，工作結(jié)束。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種智能風(fēng)機(jī)的控制方法，其特征是，所述開啟時間段可以配置多個開啟時間段。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能風(fēng)機(jī)專用控制器，它包括主控制器、數(shù)字量輸入單元、數(shù)字量輸出單元、通信單元、實(shí)時時鐘單元和存儲器，所述數(shù)字量輸入單元、數(shù)字量輸出單元、通信單元、實(shí)時時鐘單元和存儲器分別與主控制器連接。本發(fā)明采用手動和自動兩種控制模式，針對多變的現(xiàn)場環(huán)境，使風(fēng)機(jī)的控制更加靈活，在自動控制模式下，只需要工作人員稍加配置，就可以完成風(fēng)機(jī)開啟的精確控制，大大提高了風(fēng)機(jī)的工作效率，降低了不必要的能源損耗，從而降低了生產(chǎn)成本和人工成本。
文檔編號F04D27/00GK102734199SQ20121022341
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月30日
發(fā)明者李鋼 申請人:李鋼