专利名称：无线式中央空调当量表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种中央空调当量计量装置，特别是涉及一种无线式中央空调当量表。
背景技术：
当前市场上出现的各种中央空调的分户计量计费系统，数据传输普遍采用有线的现场总线通讯方式，其存在的缺陷是首先，完成计费系统的网络需要大量的电源和通讯线，在当前物质成本越来越高的情况下，增加了系统的整体投资；其次，由于大量的有线网络，系统结构复杂，降低了系统运行的可靠性，稳定性，出现问题的可能性较大。再次，大量的有线网络增加了施工的难度，增加了大量的施工成本，也成为计费系统应用的一个瓶颈问题，影响计费系统的市场推广应用。随着当前无线通讯技术的发展，由于其具有施工方便、建设成本低的特点，逐渐被广泛的应用到各个行业。无线通讯技术的实施减少了大量的电源和通讯电缆，不仅降低了使用方的建设成本，同时也节约了社会资源，这在当前的社会资源日益紧张的环境下，非常值得应用推广。而在当前的中央空调计费领域，空调计费的管理和数据传输，仍然停留在导线传输的阶段，施工不方便，成本高，不方便中央空调分户计量计费综合管理，无助于资源的节约。

实用新型内容本实用新型针对现有技术不足，提出一种无线式中央空调当量表，采用无线通讯技术，解决了无线中央空调计费网络施工不方便、成本高的问题。本实用新型所采用的技术方案一种无线式中央空调当量表，包括核心CPU模块，外围电路，电源模块和功能控制模块，所述功能控制模块包括状态采集模块、控制模块、通讯模块，各功能控制模块通过相应的控制和数据端口与核心CPU模块连接，所述外围电路包括编程调试接口( J4)，核心CPU 模块中 CPU 的复位端 RST，调试接口 DD、DC，SSN/CTS, SCK/RTS, MISO/RS, MOSI/TX 与所述编程调试接口(J4)对应连接，同时，CPU与所述编程调试接口(J4)相连接的SSN/CTS，SCK/ RTS, MISO/RS, MOSI/TX端口与第二功能接口( J2)对应连接，用作SPI/USART接口。所述的无线式中央空调当量表，状态采集模块和控制模块采用光电耦合隔离电路，状态采集模块的输入端连接风机各档位电源端，其光电耦合隔离电路的输出端 (CHECKl, CHECK2，CHECK3，CHECK4)分别与CPU的相应I/O端口连接；控制模块的光耦输入端与CPU的相应控制输出端口(CONTl)连接，状态采集与控制模块端通过相应接口(J3)与中央空调的风机的高中低档进行连接。所述的无线式中央空调当量表，外围电路包括掉电存储模块和硬件看门狗电路 (U3)，CPU的端口 CS，SO, RST, SCK, SI与掉电存储模块和硬件看门狗电路(U3)的对应端口相连接。[0009]所述的无线式中央空调当量表，核心CPU模块、外围电路和功能控制模块为一体化整体结构，核心CPU模块的CPU采用内嵌51内核的无线片上系统，系统包含CPU和无线收发装置。所述的无线式中央空调当量表，核心CPU模块、外围电路和功能控制模块采用分体组合式结构，核心CPU模块的CPU采用单独的MCU和无线收发装置连接，其中MCU采用具有8051内核的系列M⑶、德州仪器的MSP430系列MCU或美国微芯公司的PIC系列MCU以及具有ARM内核的微处理器中任意一种，无线收发装置采用兼容Zigbee协议栈的无线收发芯片。所述的无线式中央空调当量表，通讯模块采用GSM、蓝牙、Wi-Fi或ZIGBEE无线通讯电路。本实用新型的有益积极效果1、本实用新型无线式中央空调当量表，采用无线技术，施工简单，工程造价低，后期维护方便。无线方式可以多种多样，根据客户需求灵活组织。GSM、蓝牙、Wi-Fi、ZIGBEE 等均可选择使用。在设计上采用了 Zigbee无线局域网技术，他改变了过去单一的有线网络布线，使网络的架构更加多样化，使设备的施工安装更具有灵活性，方便性。2、本实用新型无线式中央空调当量表，集成化程度高，设备结构相对简单，稳定可靠，便于组织生产，性价比较高。与上位机通信部分采用的是无线通信，在实际的应用当中可以应用其中具有通信功能的第二功能接口 J2，将无线通信部分屏蔽，连接有线通信，进一步增加了网络布线的灵活性。

[0015]图1本实用新型无线式中央空调当量表核心CPU模块原理图[0016]图2本实用新型中央空调当量表的调试和编程接口；[0017]图3= CPU引脚的第二功能SPI/USART接口 ；[0018]图4硬件看门狗及掉电存储模块原理图；[0019]图5风机状态检测及控制模块原理图；[0020]图6本实用新型中央空调当量表电源模块；[0021]图7风机状态检测及控制模块与中央空调的风机档位的接口[0022]图8本实用新型中央空调当量表结构方框图。
具体实施方式
实施例一参见图8。本实用新型无线式中央空调当量表，包括核心CPU模块，外围电路，电源模块和功能控制模块，所述功能控制模块包括状态采集模块、控制模块、通讯模块，各功能控制模块通过相应的控制和数据端口与核心CPU模块连接，芯片的编程调试接口用于芯片的调试和系统编程，参见图1 图3，所述外围电路包括编程调试接口 J4，核心 CPU 模块中 CPU 的复位端 RST，调试接口 DD、DC, SSN/CTS, SCK/RTS, MISO/RS, MOSI/TX 与所述编程调试接口 J4对应连接，同时，CPU与所述编程调试接口 J4相连接的SSN/CTS，SCK/ RTS, MISO/RS, MOSI/TX端口与第二功能接口 J2对应连接，用作SPI/USART接口。采用有线通信时，可以将无线通信部分省略掉，启用第二功能接口 J2，J2将作为将作为有线通信的接口，有线通信部分可采用有线网络的BUS总线，RS485总线、L0NW0RK总线、CAN总线中任意一种，实现联网功能。实施例二 参见图1 图8，其中图5为中央空调风机的高中低挡的检测和控制模块，对中央空调的运行状态进行检测和控制。本实施例的无线式中央空调当量表，与实施例一不同的是，状态采集模块和控制模块采用光电耦合隔离电路，状态采集模块的输入端连接风机各档位电源端，其光电耦合隔离电路的输出端CHECKl，CHECK2，CHECK3，CHECK4分别与CPU的相应I/O端口连接；控制模块的光耦输入端与CPU的相应控制输出端口 CONTl连接，状态采集与控制模块端通过相应接口 J3与中央空调的风机的高中低档进行连接并对其进行检测和控制。图7为控制模块与中央空调风机的接口 J3。所述的无线式中央空调当量表，外围电路包括掉电存储模块和硬件看门狗电路 U3，CPU的端口 CS，SO, RST, SCK, SI与掉电存储模块和硬件看门狗电路U3的对应端口相连接。硬件看门狗电路的主要作用是防止程序计入死循环或程序跑飞并在掉电的情况下保存相应的数据，看门狗电路U3可采用X5045或具有类似功能的芯片；掉电存储模块可以是 eeprom,铁电或 flash 等。实施例三参见图1 图8，本实施例的无线式中央空调当量表，与实施例一或二不同的是，核心CPU模块、外围电路和功能控制模块两部分为一体化整体结构，无线通信部分采用的是和核心CPU相结合的无线片上系统(S0C)，也可以采用单独的模块设计，在芯片的选用上，采用兼容Zigbee协议栈的无线收发芯片。若在实际的应用当中采用全部的无线通信，则可以省略其中具有通信功能的第二功能接口 J2，若采用有线网络，核心部分的设计则可以采用单独的MCU+无线收发芯片，这样可以省略无线收发芯片，节约成本。第二功能接口 J2可以采用有线网络的BUS总线、RS485总线、L0NW0RK总线、CAN总线中任意一种，通过该模块可以实现联网功能。本设计中所采用的CPU为内嵌51内核的无线片上系统(S0C)CC2430/CCM31作为计费器的核心芯片，芯片已经包含CPU和无线收发装置。实施例四参见图1 图8，本实施例的无线式中央空调当量表，与实施例三不同的是，核心CPU模块、外围电路和功能控制模块两部分采用分体组合式，核心CPU模块采用单独的MCU+无线收发芯片(CC2420或CC2520)或与其功能兼容的芯片，实现的功能与采用无线片上系统(SOC) CC2430/CC2431所实现的功能是一样。只不过CCM30是将CCM20与 MCU集成在了一起。其中单独的MCU可以采用具有8051内核系列MCU，德州仪器的MSP430系列MCU， 美国微芯公司的Pic系列MCU，以及具有ARM内核的微处理器等具有兼容功能的MCU，无线收发芯片可采用兼容Zigbee协议栈的无线收发芯片，这样在芯片的选择设计上更加具有灵活性。本实用新型无线式中央空调当量表，通讯模块可以采用GSM、蓝牙、Wi-Fi或 ZIGBEE等无线通讯方式。通过图6所示的电源模块为整个设备提供工作电源。
权利要求1.一种无线式中央空调当量表，包括核心CPU模块，外围电路，电源模块和功能控制模块，所述功能控制模块包括状态采集模块、控制模块、通讯模块，各功能控制模块通过相应的控制和数据端口与核心CPU模块连接，其特征是所述外围电路包括编程调试接口( J4)， 核心 CPU 模块中 CPU 的复位端1^1\调试接口00、0(，55"0^，50(/1^5，]\050/1 ，]\ )51八父与所述编程调试接口(J4)对应连接，同时，CPU与所述编程调试接口(J4)相连接的SSN/CTS， SCK/RTS, MIS0/RS，M0SI/TX 端口与第二功能接口(J2)对应连接，用作 SPI/USART 接口。
2.根据权利要求1所述的无线式中央空调当量表，其特征是所述状态采集模块和控制模块采用光电耦合隔离电路，状态采集模块的输入端连接风机各档位电源端，其光电耦合隔离电路的输出端(CHECK1，CHECK2，CHECK3，CHECK4)分别与CPU的相应I/O端口连接； 控制模块的光耦输入端与CPU的相应控制输出端口(CONTl)连接，状态采集与控制模块端通过相应接口(J3)与中央空调的风机的高中低档进行连接。
3.根据权利要求1或2所述的无线式中央空调当量表，其特征是外围电路包括掉电存储模块和硬件看门狗电路(U3)，CPU的端口 CS，SO, RST, SCK, SI与掉电存储模块和硬件看门狗电路(U3)的对应端口相连接。
4.根据权利要求3所述的无线式中央空调当量表，其特征是核心CPU模块、外围电路和功能控制模块为一体化整体结构，核心CPU模块的CPU采用内嵌51内核的无线片上系统，系统包含CPU和无线收发装置。
5.根据权利要求3所述的无线式中央空调当量表，其特征是核心CPU模块、外围电路和功能控制模块采用分体组合式结构，核心CPU模块的CPU采用单独的MCU和无线收发装置连接，其中MCU采用具有8051内核的系列MCU、德州仪器的MSP430系列MCU或美国微芯公司的PIC系列MCU以及具有ARM内核的微处理器中任意一种，无线收发装置采用兼容 Zigbee协议栈的无线收发芯片。
6.根据权利要求4或5所述的无线式中央空调当量表，其特征是通讯模块采用GSM、 蓝牙、Wi-Fi或ZIGBEE无线通讯电路。
专利摘要本实用新型涉及一种中央空调当量计量装置。一种无线式中央空调当量表，包括核心CPU模块，外围电路，电源模块和功能控制模块，所述功能控制模块包括状态采集模块、控制模块、通讯模块，各功能控制模块通过相应的控制和数据端口与核心CPU模块连接，所述外围电路包括编程调试接口，核心CPU模块中CPU设置相应的控制和数据端口与编程调试接口对应连接，同时，CPU与所述编程调试接口相连接的相应端口与第二功能接口对应连接，用作SPI/USART接口。本实用新型改变了过去单一的有线网络布线方式，使网络的架构更加多样化，使设备的施工安装更具有灵活性，方便性。施工简单，工程造价低，后期维护方便。
文档编号G01K17/00GK202255691SQ20112035063
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者李瑞昌, 杨东, 陈传伟, 陈玉军, 黄守峰 申请人:郑州春泉暖通节能设备有限公司