一种中央空调末端控制器研究.docx

PAGE 1 PAGE 1 一种中央空调末端控制器研究 中央空调末端掌握器是中央空调系统中重要的装置之一，对于中央空调的节能有着重要意义。现有的中央空调末端风阀启/停掌握有手动开闭掌握和固定时间调度的风量掌握两种。启动后的掌握策略常采纳PID或模糊掌握方法对室内温度进行掌握，现有根据需求实现远程末端掌握的方式有蓝牙技术和以太网。以太网（Ethernet）指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是当今现有局域网采纳的通用的通信协议标准。以太网络使用CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术，并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。以太网与IEEE802·3系列标准相类似。以太网早由Xerox（施乐）公司创建，在1980年，DEC、lntel和Xerox三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用为广泛的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s）、快速以太网（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网，采纳的是CSMA/CD访问掌握法，它们都符合IEEE802.3. 蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特殊连接。其程序写在一个9 x 9 mm的微芯片中。 假如把蓝牙技术引入到移动电话和膝上型电脑中，就可以去掉移动电话与膝上型电脑之间的令人厌烦的连接电缆而而通过无线使其建立通信。打印机、PDA、桌上型电脑、传真机、键盘、嬉戏操纵杆以及全部其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。除此之外，蓝牙无线技术还为已存在的数字网络和外设供应通用接口以组建一个远离固定网络的个人特殊连接设备群。蓝牙工作在通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。蓝牙的数据速率为1Mb/s。时分双工传输方案被用来实现全双工传输。 使用IEEE802.15协议。  本文以Samsung公司的S3C2410芯片作为处理器，以Linux2.6为嵌入式操作系统，基于PID掌握策略，通过手机短信的方式对中央空调末端装置进行远程掌握，实现了对室内温度的设置和监控，取得了很好的实际效果。  1 末端掌握器系统设计  1.1 掌握器系统硬件设计  本文基于ARM9平台，采纳Linux嵌入式操作系统，以S3C2410处理器为。ARM9系列处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器，主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列。当指令需要的数据由于以前的指令没有执行完而没有预备好就会产生管道互锁。当管道互锁发生时，硬件会停止这个指令的执行，直到数据预备好为止。虽然这种技术会增加代码执行时间，但是为初期的设计者供应了巨大的便利。编译器以及汇编程序员可以通过重新设计代码的挨次或者其他方法来削减管道互锁的数量。 系统硬件主要由以下模块组成：  （1）GSM/GPRS射频模块。用来与GPRS网络进行通信的射频模块，本文选用Simcom公司推出的工业级GSM/GPRS双频Modem模块SIM300，具有完整的Modem信号，在网络通信时可以作为一个Modem而存在。模块采纳串行接口通信，主要为语音传输、短信息和数据业务供应无线接口，带GPRS功能。  （2）16C550串行接口。16C550是一种用于将并口数据转换成串口数据的高速UART芯片，并自带16位FIFO缓存通道，而且波特率可选。一方面可获得完整的Modem掌握，另一方面也是为了获得精准的UART波特率，本文在SIM300射频模块与处理器组成的掌握单元进行串行通信时使用16C550芯片。  （3）CPU中央处理单元。采纳Samsung公司生产的32/16位高性能基于ARM920T内核的RISC微处理器S3C2410，具有低功耗、自带8通道10位ADC和DAC、并支持NAND Flash和SDRAM存储器等特点。  （4）输入输出单元：模拟房间内的温度传感器信号输入处处理器的A/D转换器；处理器通过PID算法得到的输出量由D/A转换器输出以掌握送风执行阀的开度，调整房间内的送风量从而达到调整室内温度的目的。  图1为系统硬件框图。   1.2 掌握器系统软件设计  操作系统采纳实时性强的Linux2.6内核，编译器使用gcc 4.0.2版本，完成了各个功能模块的接口函数。由于在进行嵌入式系统内核开发时，若交叉编译工具（特殊是gcc）版本较低则无法编译高版本内核，版本过高也不行。因此本文为协作要采纳的Linux2.6.18内核开发末端掌握器，进行定制开发交叉编译环境。详细如下：crosstool-0.43，binutils-2.16.1.tar.bz2，gcc-4