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空调温度监控系统设计文献综述

 2020-05-31 20:49:00  

1.引言

随着经济的快速发展,人们的生活水平日益提高,对生活环境的温度舒适度要求更是越来越高,空调已经成为人们生活的必需品,人们不仅想要随时调整环境温度来满足自身的需要,而且希望可以远程监控空调状态,实现智能化。

要实现空调智能化的操作体验,首先要实现高精度的温度自动控制。温度是一种最基本的环境参数,任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。温度的检测在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展,为智能温度测控系统的完善、测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。由于单片机具有集成度高、功能强、体积小、价格低、抗干扰能力等优点,因此,在要求较高检测精度和较低成本的工业测控系统中,单片机很适合作为控制器的中央处理器。在工业生产过程中需要实时测量温度,因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。

目前,国内外在温度控制器的研发上有比较大的进步。温度控制器从模拟、集成温度控制器发展到智能数码温度控制器。智能数码温度控制器发展为融合微电子技术、计算机技术和自动测试技术等的产品,其智能化的程度取决于软件的开发水平。国外的一些先进设备中温度控制采用了PLC/PCC等为核心的可编程系统,温度控制方法采用了模糊控制等智能控制方法。

国内外利用单片机的温度控制系统软硬件实施方式主要有两种类型。分别是直接使用单片机以及其他一些外围芯片作为数据采集和控制的装置和以单片机为核心、Pt100铂电阻检测的装置。

第一种:直接使用单片机以及其他一些外围芯片作为数据采集和控制的装置,不使用上位PC机做数据处理。这种类型的自动控制系统一般以单片机为核心,包括输入模块、控制模块、输出模块等。硬件电路一般由温度传感器及模拟信号处理电路、A/D转换器、单片机、D/A转换器、LED(或LCD)显示器及微打印机、简易键盘、指示报警装置等组成,即为一个单片机的最小应用系统,实现基本的输入输出功能和简单的控制功能。软件设计一般采用中断技术定时采集环境因子参数,然后经过相关的标度转换得到环境因子的参数值,再通过一定的控制算法与设定值进行比较从而对外设进行控制。一般常用的控制算法是数字PID控制算法,这种算法经过改进可以实现较为稳定和精确的控制。这种系统成本低,又有一定的控制精度,能较好的满足一般农业用户的需求。但由于控制系统的核心--单片机的数据处理能力及存储器容量的限制,其控制精度有限,对生长环境参数要求较高的一些特殊作物不能很好的满足要求。另外,如果没有扩展微打印机就无法查询历史温度值,因为单片机的数据存储器的数据断电即逝。

第二种:系统以单片机为核心,包括输入模块、控制模块、输出模块等,由Pt100铂电阻检测,经温度信号放大和数字处理变成统一的标准信号后送给显示仪表,并且将显示值记录下来,送到单片机控制单元,与温度设定值进行比较,并进行比例( P) ,积分( I) 以及微分(D) 运算后,输出经放大器放大,推动执行。

要实现空调智能化的操作体验,还要实现远程监控。蓝牙远程监控系统功耗低、成本低、无线收发性能高,能够有效地简化移动通信终端设备之间和这些设备与因特网之间的通信,从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽了道路,因而应用领域十分广泛。例如:蓝牙车载免提、蓝牙GPS、蓝牙PCMCIA USB Dongle、蓝牙数据传送等。

远程控制系统的实现主要包括蓝牙设备的通信、主从设备间通信协议的实现及其在通信协议之上的应用程序的实现。蓝牙内嵌模块可以采用程序和设备的参数已经设置好的蓝牙串口适配器,只需要直接从UART口收发数据。蓝牙通信的实现主要是在智能手机端进行,通信方式有两种:虚拟串口和Socket通信。主从设备间的通信是主从式,主设备要接收到从设备的应答后才继续下一个查询。如果数据丢失,则从设备接收到的帧就不完整,就会一直等待未接收到的数据而不会给主设备应答。为了防止这样的现象发生,在主从设备接收数据时可以设置一个定时器,这样可以确保主设备对从设备的可靠控制。

基于单片机的空调温度监控系统,提高了智能化的程度,增加了功能,备受人们喜欢。单片机的控制简单方便,测量范围很广,精度很高,应用在控制与温度测量的方面,让人们的生活更加方便、舒适、丰富多彩。

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