一种冷暖风机控制系统的制作方法

1.本发明涉及冷暖风机控制领域，更具体涉及一种冷暖风机控制系统。


背景技术：

2.冷风机分为制冷工业冷风机及家用冷风机，工业冷风机一般用于冷库、冷链物流制冷环境中，家用冷风机又叫水冷空调，是一种集降温、换气、防尘、除味、增湿于一身的蒸发式降温换气机组。冷风机可以给企业车间、公共场所、商业娱乐场合带来新鲜空气并且降低温度。暖风机是由通风机、电动机及空气加热器组合而成的联合机组。适用于各种类型的车间，当空气中不含灰尘和易燃或易爆性的气体时，可作为循环空气供暖用。暖风机可独立作为供暖用，一般用以补充散热器的不足部分或者利用散热器作为值班供暖，其余热负荷由暖风机承担。
3.空调能够实现制冷或制热目的，但是空调主要是在室内使用，在室外使用的情况下效果不理想，而冷暖风机能够在室外使用，在室外环境下能够达到较好的制冷或制热效果。中国专利授权公告号cn213421399u，公开了红外遥控冷暖风机模拟装置，包括分别与控制模块连接的电源模块、温度模块、显示模块、红外模块，所述控制模块读取温度模块采集的温度值并将其通过显示模块显示，所述红外模块接收设定温度的红外信号并反馈至控制模块，由控制模块根据采集温度值与设定温度值的对比结果对冷暖风机进行加热或制冷操作。该专利申请虽然能够采集冷暖风机的温度信息并且通过红外遥控进行温度控制，但是在冷暖风机运行过程中电压、电流、频率等也能够影响其正常工作，所以对于电压、电流、频率等信息的采集必不可少，另外，在控制过程中状态显示仅采用显示模块进行显示的话不够方便，因此语音播报在冷暖风机的控制中也是十分必要的，因此现有冷暖风机的控制方案采集信息不完备，从而难以对冷暖风机进行精准控制，其次状态显示方式单一，实际应用中不方便。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于如何提供一种采集信息完备，对冷暖风机进行精准控制以及显示方式多样化，使用方便的冷暖风机控制系统。
5.本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种冷暖风机控制系统，包括状态信息采集模块、主控模块、第一显示模块、驱动器、通讯模块、语音控制模块、第二显示模块以及语音芯片，所述主控模块分别与状态信息采集模块、第一显示模块、驱动器以及通讯模块连接，所述驱动器与用于制冷或制热的压缩机连接，所述语音控制模块分别与通讯模块、第二显示模块以及语音芯片连接，所述状态信息采集模块采集电压、电流、频率以及温度信息，所述第一显示模块和第二显示模块显示状态信息采集模块采集的信息，所述语音芯片播报状态信息采集模块采集的信息。
6.有益效果：本发明能够同时采集电压、电流、频率以及温度信息，采集的信息完备，根据电压电流等信息能够及时判断过流过压等情况从而避免冷暖风机出现故障，通过频率
信息能够及时对冷暖风机的工作频率进行控制，通过以上信息结合温度信息能够对冷暖风机的温度进行控制，总体而言，能够对冷暖风机进行较为精准的控制，且通过第一显示模块和第二显示模块分别在主控模块所在端以及语音遥控设备所在模块进行状态显示，而语音芯片还能进行状态信息播报，从而显示方式多样化，使用方便。
7.进一步地，所述状态信息采集模块包括频率采集单元，所述频率采集单元包括第一运放和第一滤波电路，第一运放的同相输入端接收采集的电压信号，第一运放的输出端通过第一滤波电路与主控模块的一个adc采样端口连接，第一运放的反相端通过一个接地电阻接地并且与输出端的第一滤波电路连接。
8.进一步地，所述状态信息采集模块还包括电压采集单元以及电流采集单元，所述电压采集单元的结构与所述电流采集单元的结构相同，所述电压采集单元包括第一放大电路、第二放大电路以及第二滤波电路，所述第一放大电路的输入端接收采集的电压信号，第一放大电路的输出端通过第二放大电路以及第二滤波电路与主控模块的另一个adc采样端口连接。
9.进一步地，所述状态信息采集模块还包括温度采集单元，所述温度采集单元包括多个温度传感器，所述多个温度传感器的一端与主控模块的adc采样端口连接，另一端接地。
10.进一步地，所述语音控制模块的控制芯片为单片机，通讯模块为485通讯芯片，所述语音控制模块的通讯传输接口通过通讯模块与主控模块的通讯传输接口连接，所述语音控制模块的信号输出端口通过一个电阻与三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极接地，三极管q1的发射极与语音芯片的io输入端口连接，语音芯片的语音输出端口与喇叭连接。
11.进一步地，所述驱动器的输入端口与主控模块的io输出端口连接，驱动器的输出端口分别与用于制冷或制热的压缩机、用于送风的轴流风机以及用于换向的四通阀连接。
12.进一步地，所述冷暖风机控制系统还包括扩展模块，所述扩展模块的主芯片为单片机，所述扩展模块的信号传输端口与主控模块的信号传输端口连接。
13.更进一步地，所述第一显示模块与扩展模块连接，所述第一显示模块包括多个第一数码管和多个第一led灯，多个第一数码管和多个第一led灯分别与扩展模块连接，用于显示状态信息采集模块采集的状态信息。
14.更进一步地，所述冷暖风机控制系统还包括开关模块，所述开关模块包括多个薄膜开关，每个薄膜开关的一端与主控模块的一个端口连接，每个薄膜开关的另一端与主控模块的另一个端口连接，按下薄膜开关，主控模块的相应端口之间导通，主控模块根据端口导通情况以及预设的控制逻辑控制相应的第一数码管或相应的第一led灯进行显示。
15.进一步地，所述第二显示模块包括多个第二数码管和多个第二led灯，多个第二数码管和多个第二led灯分别与语音控制模块连接，用于显示状态信息采集模块采集的状态信息。
16.本发明的优点在于：
17.(1)本发明能够同时采集电压、电流、频率以及温度信息，采集的信息完备，根据电压电流等信息能够及时判断过流过压等情况从而避免冷暖风机出现故障，通过频率信息能够及时对冷暖风机的工作频率进行控制，通过以上信息结合温度信息能够对冷暖风机的温度进行控制，总体而言，能够对冷暖风机进行较为精准的控制，且通过第一显示模块和第二
显示模块分别在主控模块所在端以及语音遥控设备所在模块进行状态显示，而语音芯片还能进行状态信息播报，从而显示方式多样化，使用方便。
18.(2)本发明的频率采集单元采集电压信号以后转换为频率信息传输给主控模块，在传输线路上设置第一滤波电路，通过第一滤波电路大大降低传输过程中的信号干扰，避免转换的频率信息不准确，从而提高机组频率控制的准确性。
19.(3)本发明的电压采集单元以及电流采集单元通过两级放大电路对采集的电压或电流信号进行放大，便于后级的主控模块的采集和处理，避免微弱的信号被主控模块漏采，同时，因两级放大造成线路中的干扰信号也被两次放大，导致线路中存在较强的干扰信号，从而影响电流电压信号的准确采集，因此在传输线路上设置了第二滤波电路，通过第二滤波电路直接滤除了线路中干扰信号，保障后级采集的信号的准确性。
20.(4)本发明设置语音控制模块，通过通讯模块建立语音控制模块与主控模块的连接，主控模块采集的状态信息通过通讯模块传输给语音控制模块，语音控制模块一方面通过第二显示模块进行数码管或者led灯显示，另一方面通过语音芯片播报状态信息。
附图说明
21.图1为本发明实施例所公开的一种冷暖风机控制系统的原理框图；
22.图2为本发明实施例所公开的一种冷暖风机控制系统的电气原理示意图；
23.图3为本发明实施例所公开的一种冷暖风机控制系统中状态信息采集模块的原理图；
24.图4为本发明实施例所公开的一种冷暖风机控制系统中主控模块以及与主控模块连接的温度采集单元、驱动器的原理图；
25.图5为本发明实施例所公开的一种冷暖风机控制系统中语音控制模块、通讯模块以及语音芯片的原理图；
26.图6为本发明实施例所公开的一种冷暖风机控制系统中第二显示模块的第二数码管原理图；
27.图7为本发明实施例所公开的一种冷暖风机控制系统中第二显示模块的第二led灯原理图；
28.图8为本发明实施例所公开的一种冷暖风机控制系统中扩展模块的原理图；
29.图9为本发明实施例所公开的一种冷暖风机控制系统中第一显示模块以及开关模块的一部分原理图；
30.图10为本发明实施例所公开的一种冷暖风机控制系统中第一显示模块以及开关模块的另一部分原理图。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.如图1所示，一种冷暖风机控制系统，包括状态信息采集模块、主控模块、第一显示
模块、驱动器、通讯模块、语音控制模块、第二显示模块以及语音芯片，所述主控模块分别与状态信息采集模块、第一显示模块、驱动器以及通讯模块连接，所述驱动器与用于制冷或制热的压缩机连接，所述语音控制模块分别与通讯模块、第二显示模块以及语音芯片连接，所述状态信息采集模块采集电压、电流、频率以及温度信息，所述第一显示模块和第二显示模块显示状态信息采集模块采集的信息，所述语音芯片播报状态信息采集模块采集的信息。如图2所示为本发明的控制原理图，控制箱中包含主控模块、语音控制模块、驱动器等电路结构，通过温度传感器采集温度信息，温度传感器在图2中具体是t1、t2、t3以及t4，还采集电压信号，电压信号具体是图2中的p1和p2，还能采集频率信息，在图2中未示出，然后根据电压电流等信息能够及时判断过流过压等情况从而避免冷暖风机出现故障，通过频率信息能够及时对冷暖风机的工作频率进行控制，通过以上信息结合温度信息能够对冷暖风机的温度进行控制。冷暖风机具体包括图2中用于制冷或制热的压缩机、用于送风的轴流风机以及用于换向的四通阀。以下详细介绍各电路模块的原理。
33.参阅图3，所述状态信息采集模块包括频率采集单元，所述频率采集单元包括第一运放u5a和第一滤波电路，第一滤波电路包括电阻r30和电容c30，第一运放u5a的同相输入端通过电阻r31接收采集的电压信号，第一运放u5a的输出端通过电阻r30与电容c30的一端以及主控模块的一个adc采样端口连接，本实施例中是与主控模块的第四十三引脚连接，主控模块的型号为stc8a4k64s2a12_lqfp44，第一运放u5a的反相端通过一个接地电阻r38接地并且与电容c30的另一端连接。
34.继续参阅图3，所述状态信息采集模块还包括电压采集单元以及电流采集单元，所述电压采集单元的结构与所述电流采集单元的结构相同，只是电压采集单元的输入端接收电压信号，电流采集单元的输入端接收电流信号，两者的原理都是对采集的信号进行放大然后滤波，便于主控模块的adc端口进行信号的采集。以电压采集单元为例进行具体结构的介绍，所述电压采集单元包括第一放大电路、第二放大电路以及第二滤波电路，所述第一放大电路的输入端接收采集的电压信号，第一放大电路的输出端通过第二放大电路以及第二滤波电路与主控模块的另一个adc采样端口连接。
35.具体的，第一放大电路包括电阻r32至电阻r34、运放u6a、二极管d3以及二极管d4，电阻r32的一端接收电压信号，电阻r32的另一端、电阻r33的一端、二极管d3的阳极以及运放u6a的反相端连接，二极管d3的阴极、二极管d4的阳极以及运放u6a的输出端连接，二极管d4的阴极以及电阻r33的另一端连接，电阻r34的一端与运放u6a的同相端连接，电阻r34的另一端接地。第一放大电路的主要作用是对采集到的电压信号进行放大。
36.第二放大电路包括电阻r35、滑动变阻器vr1以及运放u6b，运放u6b的同相端与二极管d4的阴极连接，运放u6b的反相端与电阻r35的一端连接，电阻r35的另一端接地，运放u6b的输出端与滑动变阻器vr1的一端连接，滑动变阻器vr1的另一端接地。第二放大电路的主要作用是对采集的电压信号进一步放大。
37.所述第二滤波电路包括电阻r36、电容c31、电阻r37、电容c32、电阻r39、电容c8、电阻r1以及电容c11，电阻r36的一端与运放u6b的反相端连接，电阻r36的另一端以及电容c31的正极均与运放u6b的输出端连接，电容c31的负极接地，电阻r37的一端与滑动变阻器vr1的控制端连接，电阻r37的另一端与电容c32的正极以及电阻r39的一端连接，电容c32的负极接地，电阻r39的另一端、电容c8的正极及电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与电容c11
的一端连接，电容c11的另一端与电容c8的负极连接并接地。第二滤波电路的作用是对放大的电压信号中的干扰信号进行滤除，防止主控模块采集的信号不准确。
38.参阅图4，所述状态信息采集模块还包括温度采集单元，所述温度采集单元包括多个温度传感器，所述多个温度传感器的一端与主控模块的adc采样端口连接，另一端接地。图4中电阻r3、电阻r4、电阻r13、电阻r14、电阻r5、电阻r6、电阻r16等均为pt100电阻也即温度传感器，检测环境温度并且将数据传输给主控模块，具体连接关系参阅图4，在此不做赘述。
39.继续参阅图4，所述驱动器u1的输入端口与主控模块的io输出端口连接，驱动器u1的输出端口分别与用于制冷或制热的压缩机、用于送风的轴流风机以及用于换向的四通阀连接。图4中驱动器u1的第十五引脚、第十四引脚以及第十三引脚即分别与压缩机、轴流风机以及四通阀连接的端口。
40.参阅图5，所述语音控制模块的控制芯片为单片机，单片机型号为stc8a4k64s2a12_lqfp44，通讯模块为485通讯芯片，型号为sp485，所述语音控制模块的通讯传输接口通过通讯模块与主控模块的通讯传输接口连接，具体的通讯模块有两个，一个与主控模块连接(u4)，一个与语音控制模块连接，两个通讯模块的a和b引脚连接。所述语音控制模块的信号输出端口(本实施例中为语音控制模块的第一引脚)通过一个电阻与三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极接地，三极管q1的发射极与语音芯片u的io输入端口(本实施例中为语音芯片u的第十五引脚)连接，语音芯片u的语音输出端口(本实施例中为语音芯片u的第七引脚和第八引脚)与喇叭连接，语音芯片u的型号为jq8900-16p。语音控制模块与通讯模块、语音芯片u以及三极管q1等连接关系具体参阅图5，在此不做赘述。
41.所述第二显示模块包括多个第二数码管和多个第二led灯，多个第二数码管和多个第二led灯分别与语音控制模块连接，用于显示状态信息采集模块采集的状态信息，具体的语音控制模块的第三十四引脚至四十三引脚、第二十七引脚至第三十三引脚、第二引脚至第四引脚分别连接不同的第二数码管或者第二led灯，具体连接关系参阅图6和图7。通过通讯模块建立语音控制模块与主控模块的连接，主控模块采集的状态信息通过通讯模块传输给语音控制模块，语音控制模块一方面通过第二显示模块进行数码管或者led灯显示，另一方面通过语音芯片播报状态信息。
42.参阅图8，所述冷暖风机控制系统还包括扩展模块ic2，所述扩展模块ic2的主芯片为单片机，该单片机的型号为stc15w408ad_sop28_skdip28，所述扩展模块ic2的信号传输端口(第十五引脚和第十六引脚)与主控模块的信号传输端口(第十九引脚和第十八引脚)连接。
43.所述第一显示模块与扩展模块连接，所述第一显示模块包括多个第一数码管和多个第一led灯，多个第一数码管和多个第一led灯分别与扩展模块连接，用于显示状态信息采集模块采集的状态信息。如图8结合图9和图10，多个第一数码管和多个第一led灯通过排针jp1和排针jp2与扩展模块ic2连接。
44.继续参阅图10，所述冷暖风机控制系统还包括开关模块，所述开关模块包括多个薄膜开关(图10的sw1至sw10)，每个薄膜开关的一端与主控模块的一个端口连接，每个薄膜开关的另一端与主控模块的另一个端口连接，具体的图10中s1至s7分别对应的是图8中的x1、x2、y5、y4、y3、y2以及y1，而x1、x2、y5、y4、y3、y2以及y1在主控模块中均有对应的标记，
因此薄膜开关实际上是与主控模块连接的，具体连接关系参阅图8至图10，在此不做赘述。按下薄膜开关，主控模块的相应端口之间导通，主控模块根据端口导通情况以及预设的控制逻辑控制相应的第一数码管或相应的第一led灯进行显示。
45.通过以上技术方案，本发明能够同时采集电压、电流、频率以及温度信息，采集的信息完备，根据电压电流等信息能够及时判断过流过压等情况从而避免冷暖风机出现故障，通过频率信息能够及时对冷暖风机的工作频率进行控制，通过以上信息结合温度信息能够对冷暖风机的温度进行控制，总体而言，能够对冷暖风机进行较为精准的控制，且通过第一显示模块和第二显示模块分别在主控模块所在端以及语音遥控设备所在模块进行状态显示，而语音芯片还能进行状态信息播报，从而显示方式多样化，使用方便。
46.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种冷暖风机控制系统，其特征在于，包括状态信息采集模块、主控模块、第一显示模块、驱动器、通讯模块、语音控制模块、第二显示模块以及语音芯片，所述主控模块分别与状态信息采集模块、第一显示模块、驱动器以及通讯模块连接，所述驱动器与用于制冷或制热的压缩机连接，所述语音控制模块分别与通讯模块、第二显示模块以及语音芯片连接，所述状态信息采集模块采集电压、电流、频率以及温度信息，所述第一显示模块和第二显示模块显示状态信息采集模块采集的信息，所述语音芯片播报状态信息采集模块采集的信息。2.根据权利要求1所述的一种冷暖风机控制系统，其特征在于，所述状态信息采集模块包括频率采集单元，所述频率采集单元包括第一运放和第一滤波电路，第一运放的同相输入端接收采集的电压信号，第一运放的输出端通过第一滤波电路与主控模块的一个adc采样端口连接，第一运放的反相端通过一个接地电阻接地并且与输出端的第一滤波电路连接。3.根据权利要求1所述的一种冷暖风机控制系统，其特征在于，所述状态信息采集模块还包括电压采集单元以及电流采集单元，所述电压采集单元的结构与所述电流采集单元的结构相同，所述电压采集单元包括第一放大电路、第二放大电路以及第二滤波电路，所述第一放大电路的输入端接收采集的电压信号，第一放大电路的输出端通过第二放大电路以及第二滤波电路与主控模块的另一个adc采样端口连接。4.根据权利要求1所述的一种冷暖风机控制系统，其特征在于，所述状态信息采集模块还包括温度采集单元，所述温度采集单元包括多个温度传感器，所述多个温度传感器的一端与主控模块的adc采样端口连接，另一端接地。5.根据权利要求1所述的一种冷暖风机控制系统，其特征在于，所述语音控制模块的控制芯片为单片机，通讯模块为485通讯芯片，所述语音控制模块的通讯传输接口通过通讯模块与主控模块的通讯传输接口连接，所述语音控制模块的信号输出端口通过一个电阻与三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极接地，三极管q1的发射极与语音芯片的io输入端口连接，语音芯片的语音输出端口与喇叭连接。6.根据权利要求1所述的一种冷暖风机控制系统，其特征在于，所述驱动器的输入端口与主控模块的io输出端口连接，驱动器的输出端口分别与用于制冷或制热的压缩机、用于送风的轴流风机以及用于换向的四通阀连接。7.根据权利要求1所述的一种冷暖风机控制系统，其特征在于，还包括扩展模块，所述扩展模块的主芯片为单片机，所述扩展模块的信号传输端口与主控模块的信号传输端口连接。8.根据权利要求7所述的一种冷暖风机控制系统，其特征在于，所述第一显示模块与扩展模块连接，所述第一显示模块包括多个第一数码管和多个第一led灯，多个第一数码管和多个第一led灯分别与扩展模块连接，用于显示状态信息采集模块采集的状态信息。9.根据权利要求8所述的一种冷暖风机控制系统，其特征在于，还包括开关模块，所述开关模块包括多个薄膜开关，每个薄膜开关的一端与主控模块的一个端口连接，每个薄膜开关的另一端与主控模块的另一个端口连接，按下薄膜开关，主控模块的相应端口之间导通，主控模块根据端口导通情况以及预设的控制逻辑控制相应的第一数码管或相应的第一led灯进行显示。10.根据权利要求1所述的一种冷暖风机控制系统，其特征在于，所述第二显示模块包
括多个第二数码管和多个第二led灯，多个第二数码管和多个第二led灯分别与语音控制模块连接，用于显示状态信息采集模块采集的状态信息。

技术总结
本发明公开了一种冷暖风机控制系统，包括状态信息采集模块、主控模块、第一显示模块、驱动器、通讯模块、语音控制模块、第二显示模块以及语音芯片，所述主控模块分别与状态信息采集模块、第一显示模块、驱动器以及通讯模块连接，所述驱动器与用于制冷或制热的压缩机连接，所述语音控制模块分别与通讯模块、第二显示模块以及语音芯片连接，所述状态信息采集模块采集电压、电流、频率以及温度信息，所述第一显示模块和第二显示模块显示状态信息采集模块采集的信息，所述语音芯片播报状态信息采集模块采集的信息；本发明的优点在于：采集信息完备，对冷暖风机进行精准控制以及显示方式多样化，使用方便。用方便。用方便。


技术研发人员：李卓 程新 张元煜 吴克明 秦宇
受保护的技术使用者：安庆三维电器有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/7/25