基于ARM系统的基站空调节能控制器
基于ARM+Linux的中央空调集中控制系统的研究
基于ARM+Linux的中央空调集中控制系统的研究作者：郑珊珊来源：《科技创新导报》2012年第10期摘要:随着微电子技术以及计算机技术的迅速发展,嵌入式解决方案正逐步走入人们的生活。
本文系统研究了一种基于ARM+Linux的中央空调集中控制系统,分别进行系统硬件设计以及软件设计,以实现对中央空调控制系统各项数据的获取,信息处理以及集中控制的功能。
关键词:ARM+Linux 空调控制中图分类号:TB6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0006-01新世纪以来,随着经济的迅猛发展,中央空调已经逐步走入人们的生活,让人们在炎炎的夏日和寒冷的冬天能够享受到宜人的室内环境。
然而,随着空调技术的不断发展,以及现代建筑理念地不断改进,现代建筑内部构造越来越复杂,简单直接使用中央空调已不能满足这一变化的要求,在实际应用中出现这样那样的问题,本文将系统探究一种基于嵌入式技术的中央空调集中控制系统,以实现中央空调的智能化、人性化、简易化控制。
1 中央空调集中控制系统在中央空调实际使用过程中,由于中央空调通常应用在大型建筑的温度调控,由于季节变化、建筑结构多变等原因,中央空调的使用并不像人们想象中那么简单,所以在中央空调集中控制系统有着举足轻重的作用,主要解决数据监听与接受、地理环境模拟、中央空调参数设置、中央空调运行状态显示以及中央空调运行状态控制等五个任务,优秀的中央空调集中控制系统不能能够满足这些要求,还能够起到节能、环保、低碳的作用。
2 嵌入式系统介绍进入21世纪以来,随着微电子技术、计算机技术以及软件技术的迅速发展,计算机正逐步朝着小型化、微型化发展,这些计算机芯片体积小、处理能力强、数据处理速度快,能够很好的满足到电器控制、集中系统控制要求,而嵌入式技术正是这一领域中发展最快,技术最为成熟的一个方向,嵌入式技术是当前计算机技术领域以及控制技术领域最为前沿和热门的技术方向。
基于ARM的变频空调室内控制系统的设计与实现的开题报告
基于ARM的变频空调室内控制系统的设计与实现的开题报告一、课题背景目前，空调被广泛应用于办公室和住宅等室内环境中。
为了满足人们对空气温度、湿度和舒适度的要求，空调制造商和研发人员一直致力于设计和研发具有高效能和优秀的控制功能的空调设备。
但是，在传统的空调控制系统中，常常存在调节不及时、能耗过高以及勤务管理不方便等问题，对人们的生活和工作带来了很多困扰。
针对这个问题，即基于ARM的变频空调室内控制系统应运而生。
这个系统可以实现自动化的调温、调湿操作，并具有实时控制功能。
此外，该系统还能够通过网络连接，实现智能化的远程控制，提高了效能，降低了耗能。
因此，开发出这样一项系统具有重要的意义和应用价值。
二、研究目的本研究的目的是设计和实现基于ARM的变频空调室内控制系统，以实现空调设备的智能化控制，解决用户在使用空调中遇到的诸多问题，提高用户的使用体验。
三、研究内容1. 设计ARM系统通过对现有空调控制系统的分析，设计基于ARM的控制系统，实现对空调的控制和调节，提高系统的效能和精度。
2. 开发控制软件编写控制软件，通过控制系统对空调设备的控制，实现空气温度、湿度等参数的实时监测和调控，保证室内环境的舒适度。
3. 实现网络连接通过网络连接的方式将空调设备连接到互联网上，实现远程控制和监测，提高了空调设备的智能化和使用便利程度。
四、研究方法本研究采用理论研究和实验研究相结合的方法，包括如下几个步骤：1. 分析和研究现有的空调控制系统的结构和工作原理，确定研究方向和目标。
2. 设计和搭建基于ARM的控制系统原型，实现对空调设备的实时控制和调节。
3. 开发控制软件，实现对空气温度、湿度等参数的实时监测和调控，保证室内环境的舒适度。
4. 基于网络连接技术实现远程控制和监测，提高空调设备的智能化和使用便利程度。
五、预期成果本研究的预期成果包括：1. 基于ARM的变频空调室内控制系统的设备原型和软件原型。
2. 可以通过手机App等远程控制空调设备的管理平台。
μC-OS-II与ARM在中央空调机组控制器中的应用
μC/OS-II与ARM在中央空调机组控制器中的应用随着中央空调的普及应用，如何对中央空调机组实施有效的控制，是许多科研人员研究的重要课题。
目前国内中央空调机组控制器硬件方面主要采用8 位单片机为核心处理器，这种方式由于资源有限，导致人机交互不友好、机组的实时监控性能低、整机运转难以实现多机组网联控、节能效果差[1]。
采用RISC 架构的ARM 微处理器具有小体积、低功耗、低成本、高性能的特点，指令执行速度快，执行效率高，且具有丰富的片内外围电路，有利于简化系统设计，提高系统可靠性。
本控制系统选择了Philips 公司ARM7 处理器LPC2210，移植了实时操作系统μC/OS-II，系统运行稳定可靠。
1 空调系统简介及控制要求中央空调由集中制冷/加热站和空调机组两大部分组成。
前者提供系统所需要的冷热源，后者通过调节冷冻水/热蒸汽的流量及空气风量来调节温度，调节加湿阀来调节房间的湿度。
机组的控制任务是自动调节空气温湿度、风速、送风量及空气的洁净度。
系统中所需检测与控制的参量为：自动检测新风、送风、回风及被控房间温、湿度及正压值，表冷器/加热器的供、回水温度；自动检测送、回风机及故障报警；中低效过滤器压差状态及超差报警；根据室外空气状态和室内正压值自动调节新风、回风、排风阀开度；根据被控参数及设定参数自动调节表冷器、加湿器的电动调节阀的开度[2-3]。
2 现场控制器硬件结构如图1 所示，整个系统可分为ARM 处理器模块、电源模块、各总线接口模块、存储模块、人机交互模块、模拟量输入输出模块及数字量输入输出模块等。
主处理器选用Philips 公司生产的ARM7 芯片LPC2210，该芯片是基于支持实时仿真和跟踪的ARM7TDMI-S CPU 的微控制器，最高工作频率可达60 MHz，内部带有16 KB RAM，多达122 个通用I/O 口（可承受5 V 电压），具。
基于ARM-Linux的空调智能语音控制系统设计与实现
20日用电器/Electrical Appliances基于ARM-Linux 的空调智能语音控制系统设计与实现杨 都 张光旭 赖东锋 叶铁英 黄佳星（珠海格力电器股份有限公司 珠海 519070）摘要：基于空调控制技术、智能语音识别技术、嵌入式技术和通信技术，设计了空调智能语音控制系统。
系统由基于ARM Cortex-A35的硬件平台、基于Linux 的软件平台以及语音识别处理平台构成，重点阐述了以语音识别技术为核心的系统设计思路，实现了空调产品零触摸、全语音化的智能控制效果，测试结果表明本系统设计方案可行，性能良好、运行稳定，具有很高的产品应用价值和市场发展前景。
关键词：空调控制；语音识别；语音控制；智能控制；ARM-LinuxＡｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｖｏｉｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｓｐｅｅｃｈ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ａ３５， ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｌｉｎｕｘ ａｎｄ ｓｐｅｅｃｈ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ． Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｄｅａ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｓｐｅｅｃｈ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｉｓ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｚｅｒｏ ｔｏｕｃｈ ａｎｄ ｆｕｌｌ ｖｏｉｃｅ ｆｏｒ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ． Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ． Ｉｔ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ， ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， ｈｉｇｈ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｍａｒｋｅｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｓｐｅｅｃｈ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ； ｖｏｉｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ； ＡＲＭ－ＬｉｎｕｘＤｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＲＭ－Ｌｉｎｕｘ引言人作为空调设备人机交互的主体，用户体验的好坏、控制便捷性高低直接决定产品的受欢迎程度。
基于ARM应用网络程控空调系统的组建
４采集器软件实现 ．
（ ）采 集器的主要功能 １ 采集器 的主要功能 是：１ ）从 串 口收发信 息：２ ）解析终
２终端系 统选 择 ．
为 了更接近大众 化的 Ｗｉｄ ｗｓ ｎ ｏ 的操作说方式 ，选用 Ｗｉｄ ｗｓ Ｅ６０嵌入式操作系统 。Ｗｉｄ ｗｓ Ｅ具有模块化 、 ｎ ｏ Ｃ ． ｎｏ Ｃ 结构化和基于 Ｗｉ３ ｎ ２应用程序接 口和 与处理器无关等特 点。 Ｗｉｄ ｗｓ Ｅ不仅 继承 了传统的 Ｗｉｄ ｗｓ ｎｏ Ｃ ｎ ｏ 图形界面 ，并且在 Ｗｉｄ ｗｓ Ｅ平 台上可 以使用 Ｗｉｄ ｗｓ ５９ ｎｏ Ｃ ｎ ｏ ／８上的编程工具 ９
底板 Ｍｉｒ２ ４ Ｓ ｅｏ ４ ０ ＤＫ 组成 ，与上通过 Ｒ ．５与服 务器 相连 ， Ｊ４
表 １ ｗｅ 服 务器硬件 配置表 ｂ
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对 终端的要求应 是硬件体积小 、功耗低 ；界面操 作性强 、可 读性 好；软件稳定可靠 、更新灵活等特 点。Ａ Ｍ 作为一种 ３ Ｒ ２
位 的高性 能、低成本、低功耗的嵌入式 Ｒ Ｓ ＩＣ微 处理器 ［３ Ｉ］ － 加上精练 且功能强大的 ｗ ｎ ｏ Ｅ调度平台 ，基于 Ａ ｉｄ ｗｓ Ｃ ＲＭ 应 用 网络程控空调系 统的组建 ，确保 系统运行 的安全 性、即 时 性 、可靠性 ，是行 之有 效的解决方案 。
言编写 网页代码 。服 务器 软件 选用 Ａ ａｈ ，数据库软件选用 ｐｃｅ ｍｙ Ｑ 。 在 跨 平 台 互 联 的 管 理 系 统 中 ， 配 置 好 ＳＬ Ａｐ ｃｅ Ｐ ＋ Ｓ Ｌ 组合，实现 了一个较理想 的 Ｗｅ ａｈ ＋ ＨＰ Ｍｙ Ｑ ｂ服务
基于arm空调综合课程设计报告
题目：利用单片机或ARM（任选）作为主控芯片，根据实际应用状况设计家用空气调节器系统，功能需包括：系统启停、温度检测、温度设定、风速选择和工作模式选择（配合电机控制）、定时、显示等。
要求：在Proteus平台下完成硬件电路的设计，在Keil平台下完成软件编程，并与硬件联调。
本文主要介绍采用单片机作为主控芯片的空气调节系统。
系统采用AT89c51单片机,通过A/D转换器将温度传感器采集来的温度数据送入单片机，单片机将采集的数据与设定温度相比较决定电机的转速，进而调节室内温度。
1 硬件介绍本章介绍系统硬件的基本功能，包括主控芯片AT89c51，电机驱动芯片L298，温度传感器DS18B20，以及液晶显示屏LM016L等。
1．1 主控芯片AT89c511.1.1 性能特点【1】AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）。
该器件采用ATMEL高密度，非易失存储技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51内部有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口；同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口。
AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
采用单片AT89C51 模块组成的控制电路，它具有可编程，功能强，控制简单，集成度高等诸多优点。
AT89C51具有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
主要功能特性如下：（1）兼容MCS—51指令系统；全静态操作0-24MHz；4k可反复擦写(>1000次）Flash ROM；可编程串行通道；128 8bit内部RAM；1个串行中断；3级加密位。
基于ARM7控制的CRH380B型空调控制器的设计
纵 观 目前 国 内轨 道行 业 几个 空调 厂家 高 铁空调控 制器主要采用进 口控制器 ，一方面 由 于进 口的高铁控制器价格偏贵 ，技术上存在 一 定封锁 ，现场 调试和后期维护升级都存在一 定 问题 ：另外 一方面国内乘客对高铁 的乘车环境 也要求越来越 高，故研究和开发属于 自己的高 铁 控 制 器 非 常 有 必 要 。
对 空 调 运 行 状 态 和 故 障 记 录 进 行 实 时 存 储 。 到 司机 室 ，并 且 保 存 空 调 实 时运 行 信 息 ，及 对
ＦＭ２４Ｖ１０是 一 个 串行 的 Ｆ．ＲＡＭ 存 储 器 ， 内存 故 障进 行 自动 处理 等功 能 ，所 以，对 主 ＣＰＵ
【关键词 】ＡＲＭ７空调控 制器 ＭＶＢ车辆总线 大 小为 ：１３１０７２ｘ８ｂ￣ｓ，使 用 Ｉ２Ｃ总 线，具 有 的程序设计是本次设计的重点 。
本文设计一种基 于 ＡＲＭ７＋ＡＲＭ７ 架构 的空调 控 制 器，具备 实时控 制 、故 障处 理 、过程 数据 实时记 录 以及 网络 上传 空调运 行信 息 等 功 能；软 件设 计 上 实现模 块 化 划 分 ，重点 设计 了控 制器 内部 的核 心板 程 序 以及 数据 采 集板 程序 。 现 场调 试 结果 表 明，本 次设 计 的 空调控制 器可以 实现现有 ＣＲＨ３８０Ｂ 型 车上 各 项功 能， 实现 该项 目上 空调 控 制 器硬件 和 软件 上 完全 国
４．３软 件 主 程 序 模 块 设 计 处 理 。
３．２外 围电路设计分析
３．２．１铁 电存储 电路 本次 设计 中硬件 设计上 采用铁 电存 储器 ，
本 次 设 计 的空 调 控 制 系 统 ，其 核 心控 制 指 令来 自于车辆 网络下发 的空调指令 ，当空调 主 ＣＰＵ收 到控制 指令 后，进 行判 断 自动 进入 制 冷或者制 暖工况 ，并且 实时上传空调运行状态
一种基于ARM的轨道车辆空调控制器[实用新型专利]
![一种基于ARM的轨道车辆空调控制器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/75ab501759fb770bf78a6529647d27284a733748.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201620644679.2(22)申请日 2016.06.25(73)专利权人 南京华士电子科技有限公司地址 210039 江苏省南京市雨花台区凤仪路26号(72)发明人 车轩 陈爱林 陈方良 (74)专利代理机构 常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙) 32231代理人 翁斌(51)Int.Cl.G05B 19/042(2006.01)B61D 27/00(2006.01)(54)实用新型名称一种基于ARM的轨道车辆空调控制器(57)摘要本实用新型公开了一种基于ARM的轨道车辆空调控制器，属于车载空调技术领域，包括主控模块、模拟输入模块、第一数字IO模块、第二数字IO模块和第三数字IO模块，实现了以ARM芯片为核心，支持MVB和CAN的车载空调控制系统，实现了国内自主化生产，解决了进口控制器价格昂贵及一系列的技术封锁、现场调试、后期软件升级的问题。
权利要求书2页 说明书4页 附图3页CN 205721260 U 2016.11.23C N 205721260U1.一种基于ARM的轨道车辆空调控制器，其特征在于：包括主控模块、模拟输入模块、第一数字IO模块、第二数字IO模块和第三数字IO模块，模拟输入模块、第一数字IO模块、第二数字IO模块和第三数字IO模块均通过CAN总线连接主控模块；主控模块包括第一主控芯片、通讯接口模块、MVB通讯模块、SD模块、485通信模块、232通信模块、USB通信模块、以太网通信模块、第一CAN总线模块、第二CAN总线模块、日历模块和第一JTAG接口，MVB通讯模块与通讯接口模块连接，通讯接口模块、SD模块、485通信模块、232通信模块、USB通信模块、以太网通信模块、第一CAN总线模块、第二CAN总线模块、日历模块和第一JTAG接口均与第一主控芯片连接；模拟输入模块包括第二主控芯片、8路模拟量输入端、第二JTAG接口、第三CAN总线模块和模拟量状态指示灯模块，8路模拟量输入端、第二JTAG接口、第三CAN总线模块和模拟量状态指示灯模块均与第二主控芯片连接；第一数字IO模块包括第三主控芯片、第三JTAG接口、第四CAN总线模块、第一组IO输入端口、第二组IO输入端口、第三组IO输入端口、第一滤波模块、第二滤波模块、第三滤波模块、第一光电隔离模块、第二光电隔离模块、第三光电隔离模块、第一总线驱动器、第二总线驱动器、第四光电隔离模块、第五光电隔离模块、第一驱动模块、第二驱动模块、第一继电器、第二继电器、数字量状态指示灯模块、第一IO输出端和第二IO输出端，第一组IO输入端口连接第一滤波模块，第一滤波模块连接第一光电隔离模块，第一光电隔离模块连接第三主控芯片，第二组IO输入端口连接第二滤波模块，第二滤波模块连接第二光电隔离模块，第二光电隔离模块连接第三主控芯片，第三组IO输入端口连接第三滤波模块，第三滤波模块连接第三光电隔离模块，第三光电隔离模块连接第三主控芯片，第一IO输出端连接第一继电器，第一继电器连接第一驱动模块，第一驱动模块连接第四光电隔离模块，第四光电隔离模块连接第一总线驱动器，第一总线驱动器连接第三主控芯片，第二IO输出端连接第二继电器，第二继电器连接第二驱动模块，第二驱动模块连接第五光电隔离模块，第五光电隔离模块连接第二总线驱动器，第二总线驱动器连接第三主控芯片，数字量状态指示灯模块、第三JTAG接口和第四CAN总线模块均连接第三主控芯片；第二数字IO模块和第三数字IO模块均与所述第一数字IO模块的电路结构相同。
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北京师范大学成人高等教育2013届本科生毕业论文（设计）基于ARM系统的基站空调节能控制器学生姓名：专业名称：电子信息科学与技术学号： 2指导教师：完成时间： 2013-08-27摘要本设计运用STM32F101系列MCU为主控模块、Sensirion 的SHT10数字温湿度传感器、继电器、光耦开关、SIM900A GPRS通讯模块、以及RS232/485通信芯片等元器件，设计了温湿度采集电路、脉冲电表电量采集电路、开关量及模拟量采集电路，RS232/485通信驱动电路、以及GPRS 无线通信电路。
解决通信基站内空调的自动启停以及与节能通风机组的联动工作，最终实现了基站节能减排的目的。
同时该节能控制器还具有采集脉冲电量表电能数据以及通过GPRS无线通信上传的功能，方便对控制器以及基站能耗情况的集中统一管理。
关键词:基站、 STM32F101 MCU、SHT10数字温湿度传感器、GPRS无线通信、联动控制、节能减排Based on ARM base station air conditioning energy-savingcontroller of the systemAbstractThis design USES STM32F101 series MCU as the master control module, the Sensirion SHT10 digital temperature and humidity sensor, relay, switch of light coupling, SIM900A GPRS communication module, and RS232/485 communication chip components, design of the temperature and humidity acquisition circuit, pulse power meter acquisition circuit, digital and analog acquisition circuit, RS232/485 communication drive circuit, and GPRS wireless communication circuit. Solve the communication base station air automatic start-stop and the joint operation with energy saving ventilation unit, finally realizes the purpose of the base station energy conservation and emissions reduction. At the same time the energy-saving controller also has a pulse electric scale electric energy data and upload through GPRS wireless communication function, convenient to the controller and the base station energy consumption situation of centralized and unified management.Keywords: Base stations; STM32F101 MCU; SHT10 digital temperature and humidity sensor; GPRS wireless communication; Linkage control; Energy Conservation and Emissions Reduction目录前言 (1)第1章节能控制器的设计规划 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 设计过程 (3)第2章节能控制器硬件设计 (5)2.1 节能控制器MCU (5)2.2 节能控制器电源电路 (6)2.3 输入输出采集电路模块 (7)2.4 串口处理电路模块 (11)2.5 GPRS无线通信电路模块 (13)2.6 程序存储及程序下载电路模块 (14)第3章节能控制器软件设计 (16)3.1 Keil C 软件概述 (16)3.2 主程序的基本结构 (16)3.3 GPRS/SMS数据处理流程 (17)3.4 与智能设备间的通信流程 (18)第4章结论...................................... 错误!未定义书签。
参考文献. (21)附录 (22)1.主程序(节选) (22)2.GPRS/SMS通信程序(节选) (29)3.串口数据处理流程(节选) (34)--前言近年来，随着我国能源消耗日益增加、环境污染问题日益严重，经济社会发展与能源环境的矛盾更加突出。
为此，国家提出了节能减排的重大战略。
节能减排工作逐渐成为新时期各行各业工作安排的重中之重，电信行业也不例外。
同时，由于电信运营行业作为国家重要的基础设施，自身的行业特殊性也决定了必须进行节能减排。
从整个电信运营商移动通信网络设备的能源消耗分布来看，基站设备的能源消耗占到了90%，所以基站节能是移动通信网络节能减排的关键。
移动基站的节能不仅仅包括基站主设备的节能，还涉及电源、空调、机房空间等多个方面。
而基站空调在整个通信基站的能耗中占到了40-50%以上。
在一年当中，随着环境的变化有些季节是无需开启空调进行制冷的，而且通过基站内配置一定风量的通风机组，充分利用凉爽季节提供的天然冷源，完全可以实现制冷和节能的双重目的。
如何实现空调在恰当温度环境下的启停，以及与通风机组的联动配合，这就需要一个智能化的控制器自动根据基站内外环境的变化控制空调、通风机组协调工作。
电信运营商的无线基站都是无人值守的，这就需要节能控制器还要具有基于无线通信的接口，保证运行数据上传给机房值班人员的监控中心，以实现远程监控。
----第1章节能控制器的设计规划本项目是基于STM32F101系列MCU为主控单元的集成电路板件，该MCU内核采用ARM 32位的Cortex -M3 CPU，采用C语言作为硬件编程工具。
与空调的通信采用RS485协议解析的方式，与通风机组的控制采用继电器加上接触器的方式实现，对于触发整个节能系统的温湿度采用SHT10数字温湿度方式，根据采集需要至少要配置2组分别放在室内外。
并选用SIM900A GPRS通讯模块最终实现控制器与监控中心的无线远程通信。
1.1 设计要求控制器首先要实现与基站内空调进行协议通信，并以空调自定义的协议命令完成对空调工作状态的实时采集。
同时，可根据基站内环境的变化按既定的节能控制逻辑来控制空调启停。
另外，控制器对节能通风机组的状态采集和控制也必须以简单可靠的方式实现，即通过继电器或二次继电器方式来通断通风机组的输入供电，以及配置风压传感器来测量其换气风扇产生的风压有无来判断机组工作状态。
最后，节能控制器的内嵌程序需要按照基站内外的温湿度变化情况实现既定的节能控制逻辑，该控制逻辑主要完成空调与通风机组的工作配合，尽量减少空调的工作时间，最终达到节能目的。
具体的节能控制逻辑如下（图1-1）所示。
----图1-1 控制器的节能控制逻辑节能控制器还需具有对监控机房的无线通信功能，这样可以保证设备的运行数据以及实际的能耗运行数据都可以被监控中心采集并做后续的管理统计。
1.2 设计过程根据以上的设计目标，将节能控制器分成四个主要的电路模块：输入输出处理电路模块、串口处理电路模块、GPRS无线通信电路模块、程序存储及程序下载电路模块。
其中输入输出电路模块分出五个相对独立的子电路：模拟量输入采集子电路，主要是对一些模拟量传感器输入的采集信号进行处理；开关量输入采集子电路，主要是采集“0、1”状态的输入信号；继电器输出控制子电路，主要以常开或常闭的方式对节能通风机组进行开关机控制等；两路数字温湿度子电路将直接对SHT10数字温湿度的数字信号进行处理；两路脉冲量采集子电路，主要是对基站内配置的普通脉冲电表进行脉冲计量。
串口处理电路主要是完成RS232/RS485的通信驱动，该电路包含三路RS485和一路RS232两类物理接口，主要是考虑在通信基站内会配置不同品牌空调，这就造成其通信口也会有所不同，节能控制器就需要具有一定的兼容性。
GPRS无线通信电路模块，主要考虑合理的性价比，以及较小的运行功耗。
经过研究比对，最后选择欣姆通公司的SIM900A GPRS通信模块，该模块运行稳定性价比较高，比较适合本次的设计要求。
----程序存储及程序下载电路模块主要完成主程序的在线下载、更新升级，以及主运行程序的存储，选用FLASH芯片主要考虑方便擦写升级内嵌程序。
图1-2 节能控制器电路结构----第2章节能控制器硬件设计系统设计分成硬件和软件两大部分，具体的设计内容在将在后续章节详述。
控制器板将安装到塑胶板壳内，板壳外部还要开孔多个LED指示灯，只要是指示设备的运行状态和故障告警。
从成本和大小考虑，该控制板采用双层印刷电路板，除了GPRS通信模块另行制版（主要从维修方便考虑）外，其它三个电路模块都与ARM芯片组集成到一块板件上。
GPRS 通信板通过多引脚接插件的方式与主板连接。
由于采用塑胶外壳，GPRS通信板天线可以内置在机壳内，无需外置安装。
2.1节能控制器MCUSTM32F101基本型系列使用高性能的ARM _Cortex-M3 _32位的RISC内核，工作频率为36MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和16K字节的SRAM)，丰富的增强型外设和I/O端口联接到两条APB总线。
所有型号的器件都包含1个12位的ADC和3个通用16位定时器，还包含标准的通信接口：2个I2C、2个SPI和3个USART。
STM32F101基本型系列工作于-40°C至+85°C的温度范围，2.0V至3.6V的工作电压，一系列的省电模式满足低功耗应用的需求。
本主控板MCU电路如（图2-1）所示。
----图 2-1 MCU电路原理图2.2节能控制器电源电路根据现场供电情况配置双路隔离输出5V电源，实现对核心MCU和外围接口电路（RS232、RS485、开关量输入）的隔离供电（图2-2 ）。
----图2-2 节能控制板电源电路原理图2.3输入输出采集电路模块1.五路4-20ma标准电信号模拟量采集信号和一路电压输入模拟量采集信号，可实现对供电电压、电压型/电流型标准传感器（温、湿度等）等参数的实时监测（图2-3 模拟量采集电路）。