本實用新型涉及家用電器領域，具體涉及一種房間空氣調節器及遠程檢測控制系統。

背景技術：

以往的空調器，能夠實現空調的實時功率檢測，電量檢測，以及空調器的工作狀態、運行參數的上傳等，因電量檢測模塊的精度誤差達不到用戶的要求，更沒有精準的時間計時，導致檢測的電量、功率值和運轉時間和時段的計算所產生的價值并不大。

若空調器在運轉過程中能準確地測量運轉功率、記錄電量和精確的運轉時間和時段，并將以上記錄實時上傳至遠程，將給用戶、供應商和社會帶來許多益處。精準的功率檢測，并對檢測的參數實時上傳到遠程，通過用戶或廠家對檢測的數據進行分析，實時監控空調器的運行狀態是否正常，一旦發現空調的運轉功率異常，以便售后或用戶及時進行維修或停機，保證使用安全性的同時，也杜絕空調因帶病工作而導致多個故障的并發，降低維修成本。同時，也提高了產品的使用壽命。若檢測的功率與實際偏差較大，將引起故障的誤判，將造成更大的損失。

為了實現空調將檢測的有效功率、電量、運轉時間和時段實時上傳，可采用有線和無線兩種方式。從安裝的方便性和成本考慮，相比有線連接，在空調上采用無線傳送是更佳方案。目前家電或家居中，運用無線傳輸方式主要有兩種：

1、無線WIFI模式，其應用領域廣泛。優點是：傳輸的速率高，可達54Mbps的極高數據率，但覆蓋范圍有限，最大覆蓋只能在100米左右。現在無論在普通的用戶家里、還是公共場合，都有無線WIFI覆蓋，已經達到了一家獨大的局面。

2、采用ZigBee協議的無線通信，雖滿足我們的使用要求，因目前接收部分的網絡不普及，需要在運用場合安裝ZigBee協議接收裝置，運用場合受到較大的限制。

綜合比較以上兩種無線通信方式，采用WIFI協議的無線傳輸方式，更適合運用在目前空調上實現遠程控制。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是：提出一種房間空氣調節器及遠程檢測控制系統，實現遠程監控空調器的運轉狀態、空調的實時功率、用電量、精準的空調運轉時間等運行參數。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種房間空氣調節器，包括：

主控板以及與其電連接的執行機構、溫度傳感器，還包括：WIFI無線通信模塊、電量檢測模塊、精準計時器；

所述主控板上配置有：用于與WIFI無線通信模塊進行通信的通信接口，用于與電量檢測模塊進行通信的通信接口，用于與精準計時器進行通信的通信接口；

所述WIFI無線通信模塊、電量檢測模塊、精準計時器均獨立于所述主控板，并通過所述主控板上配置的相應通信接口與所述主控板電連接。

作為進一步優化，所述WIFI無線通信模塊與主控板之間以UART通信方式進行數據發送與接收。

作為進一步優化，所述電量檢測模塊包括強電單元和弱電單元，所述強電單元為電量檢測模塊的檢測部分，其與弱電單元和主控板隔離；所述弱電單元為電量檢測模塊的通信部分，其與主控板之間以UART通信方式進行數據發送與接收。

作為進一步優化，所述精準計時器內置振蕩器和諧振電容，并具備溫度補償功能，在室溫環境下，精度達±2PPM，其與主控板通過I²C通信方式進行數據發送與接收。

此外，本實用新型還提供一種基于上述房間空氣調節器的遠程檢測控制系統，其包括上述空氣調節器，還包括家庭網關及云端服務器，所述家庭網關包括WIFI無線通信模塊及網關部分；所述家庭網關的WIFI無線通信模塊與所述房間空氣調節器的WIFI無線通信模塊通過WIFI信號相連；所述網關部分通過光纖接口連接互聯網，通過互聯網連接至云端服務器。

本實用新型的有益效果是：

基于現有的空氣調節器結構，增加了WIFI無線通信模塊、電量檢測模塊、精準計時器；實現空調的實時功率檢測，電量檢測，以及空調器的工作狀態、運行參數的上傳等，并利用家庭網關可以實現遠程對空調狀態的檢測及相關控制功能；

本實用新型中的WIFI無線通信模塊、電量檢測模塊和精準計時模塊與空調器的主控模塊均完全獨立；它們之間通過通信接口連接，實現數據間的發送與接收。因此，可根據用戶的要求與需要，隨時增加或刪除以上附加的三組模塊，從而取消相對應的控制功能，使用靈活。

附圖說明

圖1是實施例中的空氣調節器結構框圖；

圖2是家庭網關的結構框圖。

具體實施方式

本實用新型旨在提出一種房間空氣調節器及遠程檢測控制系統，實現遠程監控空調器的運轉狀態、空調的實時功率、用電量、精準的空調運轉時間等運行參數。

在具體實現上，本實用新型基于現有的空氣調節器結構，增加了WIFI無線通信模塊、電量檢測模塊、精準計時器；其具體方案包括以下部分：

1、空調器的主控制部分：在傳統空調的控制方案上，增加三組通信接口：一組與WIFI 無線通信模塊，一組與電量檢測模塊通信，一組與精準計時器通信。主控芯片的主控功能與WIFI模塊、電量檢測模塊和精準計時器均完全獨立。它們之間通過通信接口連接，實現數據的相互發送與接收。可根據用戶的要求與需要，隨時增加或刪除以上附加的三組模塊，從而取消相對應的控制功能。因模塊間相互獨立，安裝人員在用戶家就能完成增加與取消，使用非常靈活和方便。若無線通信模塊、電量檢測模塊和精準計時器，三者或三者之一出現故障，均不會影響空調產品常規功能的正常工作，不會造成空調不能使用的現象。除此之外，空調產品上其他所有檢測功能與控制功能，均與常規空調產品一樣。

2、電量檢測模塊部分：該模塊由強電部分(完成電量檢測)和弱電部分(即通信單元，用于完成電量檢測的數據與主控板之間的通信)組成。它們均獨立于空調的主控模塊。電量檢測部分采用強電電源，與通信單元和主控板既不共地、又不共電源。而且，電量檢測部分與通信單元和主控板模塊隔離。這樣，保證了通信模塊和主控板的安全性和可靠性，又實現了電量檢測部分的相對獨立。電量檢測部分檢測的數據(空調的運轉時的電壓、電流、功率、累計電量等)通過通信單元，發送至主控板的MCU，再由MCU上傳到空調上的無線通信模塊。通信模塊的電源由空調主控板提供。

3、精準計時器部分：獨立于空調的主控模塊,由一塊專用的芯片擔當。芯片內置振蕩器和諧振電容，溫度補償功能。在25℃時，精度可達±2PPM。與主芯片通過I²C通信，完成數據發送與接收。若產品不需要精準計時，可取消該集成電路，空調的常規功能仍正常運轉。

4、WIFI無線通信部分：采用WIFI協議組成的無線通信模塊組件。主要由接收和發射兩部分組成。

4.1、接收部分，共接收三部分的信息：

4.1.1、接收空調主控程序發送的空調器當前運轉狀態及運轉參數的數據；

4.1.2、接收由主控MCU發來的電量檢測模塊傳送的空調消耗的實時功率、累積電量等數據；

4.1.3、接收由家庭網關傳來的遠程控制空調的控制信號、控制參數。

4.2、發送的數據內容由兩部分組成：

4.2.1、將遠程的控制信號通過UART方式，發送給空調的主控制器，實現遠程遙控空調。

4.2.2、通過WIFI協議的無線方式，將接收到空調的運轉狀態、運轉參數、實時功率、累積電量、運轉時間和時段等，無線發送到家庭網關上。

5、家庭網關部分：由兩部分組成。一部分是通過WIFI無線通信協議，與空調上的無線通信模塊實現數據的無線發送和接收；另一部分，通過家庭的光纖網絡接口，完成數據的遠程發送與遠程接收。

實施例：

如圖1所示，本例中的空氣調節器包括傳統空調中的主控板部分、顯示部分、執行機構部分、溫度傳感器檢測部分還包括：WIFI無線通信模塊、精準計時器和電量檢測模塊；

一、主控板的外圍驅動及檢測電路部分：

該部分主要實現空調的控制和檢測、提供主控電源、無線通信模塊電源和精準計時器的電源。同時，完成與電量檢測模塊和WIFI無線通信模塊之間的UART通信，以及與精準計時器之間的I²C通信。

1、主控板部分的主要功能與接口：

主控板的控制和檢測部分主要由一塊8位(或16位)的單片機(MCU)完成。

輸入的模擬信號有：室溫傳感器(TA)、蒸發器溫度傳感器(TC)、冷凝器溫度傳感器(TE)、外環境溫度傳感器(TO)、壓縮機排氣溫度傳感器(TP)，以上五種信號(TA\TC\TE\TO\TP)從主控板的A/D(IN)口輸入。

輸出的控制信號有：壓縮機(CM)、風機(FM)、四通閥(RV)、步進電機(STEP MOTOR)。

空調運轉狀態及運行參數在顯示屏(DISPLAY)上顯示，由主控板發出驅動信號進行顯示。

主控板的交流電源輸入從L、N端輸入，輸入交流電壓值為220V。

2、主控板與WIFI無線通信模塊的接口：

主控板提供給WIFI無線通信模塊的電源接口：12V直流、地；

UART通信接口：主控板的發射口TX1，接收口RX1；WIFI無線通信模塊的發射口TX3，接收口RX3。

3、主控板與電量檢測模塊的接口：

主控板提供給電量檢測模塊的弱電部分的電源接口：5V直流、GND(地)

UART通信接口：主控板的發射口TX2，接收口RX2；電量檢測模塊的發射口TX4，接收口RX4。

主控板與電量檢測模塊的強電部分的接口：電源火線的輸入接口：L1和Lin；

電源火線的輸出接口：Lout和L2；共用的零線接口N。

4、主控板與精準計時器模塊的接口：

主控板提供給精準計時器模塊的電源接口：+5VDC、GND(地)。

主控板和精準計時器模塊之間的通信連接是I²C。

二、WIFI無線通信模塊：

1、無線通信模塊與主控板之間連接的端口有：UART端口、主控板提供給無線通信模塊的直流電壓+5V和GND(地端)。

工作過程：MCU將檢測到所有的參數(室溫、蒸發器溫度等)和空調運轉狀態(制冷、制熱、風速大小等)，電量模塊檢測的電壓、電流、功率、電量，以及空調的運轉時間和時段均從主控板的TX1端口，通過UART，發送至無線通信模塊中的RX3接收端口，由無線通信模塊調制后，通過2.4GHz天線1，無線發送到家庭網關，由家庭網關通過互聯網，傳送至遠端，實現空調的遠程監控。同時，也將無線通信模塊接收到遠程的控制信號(空調的開關信號、風速的大小、允許的工作時間等)從無線通信模塊的TX3發送端口，通過UART，傳輸到主控板的RX1接收端口，再發送給主控板的MCU，由MCU完成空調的模式設置、溫度設定、風速和風向等參數設定，實現空調的遠程控制。

三、電量檢測模塊DBCH01部分：

該部分有強電部分和弱電部分

1、強電部分(電量檢測)，完成電壓、電流檢測和功率及電量的計算，內部具有一系列的校準電路和高級算法，電量測試的精度能達到國家電表的一級精度，處于行業領先水平。

與主控板之間連接端口有：Lin、Lout、N。

工作過程為：220VAC交流信號的火線從主控板上L1輸出，輸入到電量檢測模塊的強電部分的端口Lin。電流從Lin端口輸入后，經過電量檢測模塊的強電檢測電路，從Lout輸出，輸入到主控板上L2端口，電流流向路徑L→L1→Lin→Lout→L2→負載，因此，空調器中所有的電源負載都必須來自L2端口。交流信號的零線N也從主控板連接，輸入到電量檢測模塊的強電部分的端口N。

2、弱電部分(通信部分)，完成電量檢測部分與主控板之間的通信連接。與主控板之間連接的端口有5V電源、地、TX4、RX4。5V電源、GND(地)由主控板提供。同時與主控板進行UART通信過程為：電量檢測模塊的弱電部分將檢測的電壓、電流和功率、電量等數據通過端口TX4發送至主控板的接收端口RX2。同時，主控板控制信號通過主控板的端口TX2發送至電量檢測模塊的弱電部分的端口RX4。

四、精準計時器部分：

1、精準計時器主要完成空調運轉時間和時段的計時功能。它由一塊專用的計時IC(集成電路)擔當，內置高精度的晶體振蕩器和諧振電容，避免設計在布線中造成的誤差，保證提供精準的計時時鐘，內置有寬溫度范圍的溫度補償功能，能在寬溫條件下，保持計時的精度。在室溫25℃時，精度能達到2PPM，處于行業領先水平。

參見圖2，本實用新型中的家庭網關主要有兩部分組成，即WIFI無線通信模塊部分和家庭網關部分。

1、WIFI無線通信模塊：內置WIFI無線通信協議，實現與室內空調器的WIFI之間的數 據的接收與發送。

2、家庭網關部分：主要通過光纖接口，通過互聯網，完成與云端的數據發送與接收。

實現空調遠程控制過程為：用戶(或廠商)在遠程，通過internet網，光纖接入家庭網關，家庭網關將空調的遠程控制信號(空調的開關機、制冷、制熱、風速、風向等)發送給無線WIFI組件模塊，遠程控制信號經過調制后，以無線WIFI通信協議，通過天線2，將控制信號無線發送至圖1中的天線1，實現控制信號的遠程發送。

實現空調遠程運轉參數監控過程為：空調主控芯片檢測到的工作環境(室溫)、運轉狀態(制冷、制熱、風速、風向、蒸發器溫度、冷凝器溫度、排氣溫度等)通過圖1中的無線WIFI通信模塊和天線1，發送至家庭網關的天線2，由家庭網關中的無線WIFI組件模塊解碼后，發送給家庭網關，由家庭網關將空調器的工作環境、電量和空調已運轉時間和時段，通過互聯網，發送至遠程，實現空調運轉參數的遠程監控。