基于Internet的工业空调智能控制器开发

摘要: 本文阐述了基于Internet的工业空调智能控制器的软硬件设计。该控制器不仅可以完成电器常规控制功能，还能够于嵌入式网络接口模块进行通信，接收上位机发送过来的命令，处理并返回相应参数，实现用户对设备的远程监控。实际运行结果表明该方案实用可行。本控制器具有成本低、开发简单快速、灵活等特点。

1 引言

基于网络实现对设备的监控已经成为目前一个主要的应用领域，如通过Internet对工业空调进行遥控操作，包括开机、关机、温度调节等。除了要完成常规的功能以外，还要和外部网络进行通信，接收远程用户通过Internet发送过来的指令，分析指令并执行相应的操作，根据需要返回设备的工作状态参数。在本文中详细的介绍了工业空调智能控制器的软硬件设计，控制器通过串口与嵌入式网络接口模块通讯，使电器接入Internet，完成和外部网络的通信。

2 工业空调的工作原理

图1 工业空调制冷原理图

工业空调制冷原理如图1所示，工业空调工作时，制冷系统内的低压、低温制冷剂蒸汽被压缩机吸入，经压缩为高压、高温的过热蒸汽后排至冷凝器;同时室外侧风扇吸入的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压、高温的制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过节流毛细管降压降温流入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围热量;同时室内侧风扇使室内空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后的变冷的气体送向室内。如此，室内外空气不断循环流动，达到降低温度的目的。

3 控制器硬件详细设计

工业空调智能控制器的硬件原理框图如图2所示。由图可知，工业空调智能控制器的硬件是以AT89S52微处理器为核心，主要由电源电路、面板按键、红外接收电路、温度检测电路、串行通信接口、数码显示电路以及继电器驱动电路等几部分组成。

图2 工业空调智能控制器原理框图

3. 1 电源电路

整个主控板上有三种电压:AC220V, DC12V和DC5V。AC220V直接给压缩机、风机供电;DC12V和DC5V用于继电器和微控系统供电。电源电路如图3所示，电源变压器将交流电网220V的电压变为所需要的电压值，然后从插座J1输入，经过整流桥进行全波整流，通过并联2200u/35V电解电容、0.1μF电容组成的滤波电路滤除纹波得到DC12V，再经过三端稳压管7805将电压稳压在+5V。

图3 电源电路

3. 2 温度检测电路

设计选用了数字式温度传感器DS18B20，温度测量范围为-55℃-+125℃，可编程为9位-12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生;它的方便之处在于单线接口设计，使处理器只需要接一条数据线就能对它进行全部的操作，实现操作指令和测量数据的传输，节省了大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B'20在温度测控系统中得到广泛应用。

DS18B20和单片机典型连接有两种方式:(1)寄生电源方式，其VDD和GND端均接地。(2)外接电源方式，VDD端采用3V~5.5V电源供电。本设计采用了外接电源方式供电。