浅谈智能空调模块化控制系统设计与实现

浅谈智能空调模块化控制系统设计与实现

李昊

珠海格力电器股份有限公司广东珠海519000

摘要：随着大气环境污染的日益严重，如何提供清洁的优质空气变得越来越重要了。在空调制造行业，特别是商用机领域，降低成本、缩短交货周期是客户非常关注的需求。而在空调箱领域的市场，由于门槛低，技术优势不明显，越来越多的中小企业加入到这一产品的竞争中。模块化开发流程体系和技术在空调上的应用成果明显，这是一种解决研发设计效率和产品开发周期困境的有效方法。

关键词：模块化；智能空调；系统设计；功能实现

引言

为满足家用空调的现代审美要求和功能需求，引入系统设计方法，把智能空调系统设计因素分解为内部和外部系统元素，并运用系统化设计程序，模块化成套设计可以用最少量的模块，组合出满足不同用户群需求的差异化产品，能够依靠用户大资源去换取供应商的一流模块资源，使整个产品生命周期的业务过程简化，为实现大规模定制生产奠定了基础。模块化是以模块为基础，综合了通用化、系列化、组合化的特点，以解决复杂系统快速响应设计、供货和制造的高级标准化形式。模块化设计主要从平台基本型着手，通过在基本型基础上进行变型和不同模块的组合配置出不同类型、不同规格、不同用途的差异化产品。由于模块化装配是大规模定制生产的前提，因此在模块设计时应充分考虑制造工艺标准化、减少过程检验和延迟差异化生产，尽可能通过接口的标准化和结构协同性来满足装配效率要求。

1.智能空调模块化控制系统设计要点

依据满足用户需求的模块管理架构把相关零部件按照其影响的产品设计参数和模块驱动因子进行模块聚类。以面板模块为例，它包括面板、装饰板、装饰条、面板框４类基本解决方案，这些解决方案共同影响了内机宽度、深度、高度、罩壳、面板、骨架造型和面板自动升降等７类设计参数，这些参数在影响用户需求的评价方面比较相近，面板造型影响度略高、面板自动升降影响度略低。模块化产品架构中的模块通常由数种零件组合而成，高层级的模块包含着低层级的模块。由于模块都具有独立的功能，因此可单独生产、采购、检验和装配。有的模组由模块商直接供应组装好模块，有的模组由厂内的预装线完成模块预装，以模组型式上总装线生产。罩壳模块和其他模块的接口数量最多，在设计时应注意罩壳模块的接口标准化设计，以避免产生过多模块，提升装配效率。

2.NB—IOT网络智能控制设计

2.1NB—IOT模块控制系统框架

NB-IoT主要服务于低功耗广域物联网的连接需求，在同一基站的情况下，具有广覆盖、大连接、低成本、低功耗四大特点，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。NB-IoT模块所实现的功能是通过UART接收主控制器的数据并上传到云平台；接收从云平台传输的空调控制命令并通过UART下发给主控制器。空调远程控制系统总体框架如图１所示：

云平台将电脑客户端或者手机移动端的控制命令通过NB-IoT模块下发到主控制器，进而下发给空调，实现对空调的控制。主控制器将定时采集到的空调运行状态数据通过NB-IoT模块传输到NB-IoT基站，经核心网传送到云平台，用于Web界面展示和手机移动端的访问，从而实现用户通过手机或Web界面对空调运行状态的查询及空调的远程控制。

2.2主控制器软件设计

主控制器的软件设计包括主程序、串口接收中断服务程序等。主程序首先对STM32进行初始化，以及NB-IoT模块初始化，主要负责定时向空调发送运行状态査询命令，完成空调状态参数的定时采集，并按规定的协议将空调状态数据上传云平台。主程序流程图如图2所示：

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图2主程序流程图

2.３移动客户端设计

移动客户端采用标准MVC框架，即模型－视图－控制器模式。模型里存储的是空调的属性和用户的个人信息，视图里存储的是移动客户端设计的各个界面，控制器负责从模型中获取空调状态并将其加载到视图界面，同时也负责更新模型里的状态。设计的移动客户视图部分的移动客户端界面设计包括引导界面、登录界面、注册界面、控制界面、设备管理界面和故障信息界面，移动客户端功能结构图如下：

图3移动客户端功能结构图

3.结论

综上所述，智能空调模块化设计、供货与装配，可以实现同步并行设计、验证，加快产品上市周期；成熟模块大量应用，可提升模块的可靠性和精细化水平；通用模块和模组供货，可加快速度提高装配效率，减少变产损失；零件资源转换为模块大资源，可降低采购成本。

参考文献：

[1]智能空调控制电路设计[J].陈小玮.新课程研究(职业教育).2017(09)

[2]基站智能空调通风管路系统的设计和实践[J].叶江平.电信技术.2016(08)

[3]神经网络与模糊控制舒适型智能空调研究[J].王岸林.日用电器.2017(08)

[4]基于人工智能的智能空调系统研究[J].王珏.制冷与空调(四川).2016(02)