基于Internet的工業空調智能控制器開發

摘要: 本文闡述了基于Internet的工業空調智能控制器的軟硬件設計。該控制器不僅可以完成電器常規控制功能，還能夠于嵌入式網絡接口模塊進行通信，接收上位機發送過來的命令，處理并返回相應參數，實現用戶對設備的遠程監控。實際運行結果表明該方案實用可行。本控制器具有成本低、開發簡單快速、靈活等特點。

1 引言

基于網絡實現對設備的監控已經成為目前一個主要的應用領域，如通過Internet對工業空調進行遙控操作，包括開機、關機、溫度調節等。除了要完成常規的功能以外，還要和外部網絡進行通信，接收遠程用戶通過Internet發送過來的指令，分析指令并執行相應的操作，根據需要返回設備的工作狀態參數。在本文中詳細的介紹了工業空調智能控制器的軟硬件設計，控制器通過串口與嵌入式網絡接口模塊通訊，使電器接入Internet，完成和外部網絡的通信。

2 工業空調的工作原理

圖1 工業空調制冷原理圖

工業空調制冷原理如圖1所示，工業空調工作時，制冷系統內的低壓、低溫制冷劑蒸汽被壓縮機吸入，經壓縮為高壓、高溫的過熱蒸汽后排至冷凝器;同時室外側風扇吸入的室外空氣流經冷凝器，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓、高溫的制冷劑蒸汽凝結為高壓液體。高壓液體經過節流毛細管降壓降溫流入蒸發器，并在相應的低壓下蒸發，吸取周圍熱量;同時室內側風扇使室內空氣不斷進入蒸發器的肋片間進行熱交換，并將放熱后的變冷的氣體送向室內。如此，室內外空氣不斷循環流動，達到降低溫度的目的。

3 控制器硬件詳細設計

工業空調智能控制器的硬件原理框圖如圖2所示。由圖可知，工業空調智能控制器的硬件是以AT89S52微處理器為核心，主要由電源電路、面板按鍵、紅外接收電路、溫度檢測電路、串行通信接口、數碼顯示電路以及繼電器驅動電路等幾部分組成。

圖2 工業空調智能控制器原理框圖

3. 1 電源電路

整個主控板上有三種電壓:AC220V, DC12V和DC5V。AC220V直接給壓縮機、風機供電;DC12V和DC5V用于繼電器和微控系統供電。電源電路如圖3所示，電源變壓器將交流電網220V的電壓變為所需要的電壓值，然后從插座J1輸入，經過整流橋進行全波整流，通過并聯2200u/35V電解電容、0.1μF電容組成的濾波電路濾除紋波得到DC12V，再經過三端穩壓管7805將電壓穩壓在+5V。

圖3 電源電路

3. 2 溫度檢測電路

設計選用了數字式溫度傳感器DS18B20，溫度測量范圍為-55℃-+125℃，可編程為9位-12位A/D轉換精度，測溫分辨率可達0.0625℃，被測溫度用符號擴展的16位數字量方式串行輸出;其工作電源既可在遠端引入，也可采用寄生電源方式產生;它的方便之處在于單線接口設計，使處理器只需要接一條數據線就能對它進行全部的操作，實現操作指令和測量數據的傳輸，節省了大量的引線和邏輯電路。以上特點使DS18B'20在溫度測控系統中得到廣泛應用。

DS18B20和單片機典型連接有兩種方式:(1)寄生電源方式，其VDD和GND端均接地。(2)外接電源方式，VDD端采用3V~5.5V電源供電。本設計采用了外接電源方式供電。