基于ARM7微处理器的空调控制系统技术方案

一种基于ARM7微处理器的空调控制系统包括核心处理电路、状态输入、输出及温度采集电路、外部存储电路，以RS232协议控制器为核心的PTU通讯电路、以CANOpen协议控制器为核心的TMS通信网络电路，以CAN协议控制器为核心的HMI人机交互电路。本实用新型专利技术通过核心电路对空调的各机组的工作状况及外界温度情况的读取，实时的控制空调运行在通风、全冷、半冷、全暖、半暖、停止、自动不同的工况，并对空调机组的状态进行实时检测处理，同时具有很强移植性和通用性，可广泛应用于地铁列车、铁路列车和城市轨道交通车辆等自动编组的工业控制领域。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种空调控制系统，属于自动编组的工业控制领域，特别是一种基于ARM7微处理器，并具有通过和TMS通信网络控制，具有HMI及PTU功能的空调控制系统。
技术介绍
近年来，随着城市人口的极具增长，许多大城市都大力发展轨道交通，轨道交通因其自身的独特性，要求运营过程必须投入大量的电动力设备，以实现对地铁建筑物内的环境与空气条件等建筑设备和系统正常运作。由于地铁的环境非常特殊，客流量十分大，地铁安全性，舒适性及稳定性是对地铁运营状况的最重要的考核指标，因此地铁站对空气调节的系统要求非常高，就必然要求更完善的地铁空调控制系统的解决方案，当前，我国车辆空调控制器主要采用PLC或者进口国外的DSP、ARM作为核心处理器，一定程度上满足了乘客对乘车环境要求越来越高和城市轨道市场的开放性要求，但目前空调控制器对空调系统的控制还存在控制不够精确，实时性差的问题，不具有很强的移植性和通用性，不方便人们实时掌握空调系统的运行状态和相关故障信息。特别是空调控制系统一致处于制冷，抽湿或者加湿的工作状态，导致地铁空调控制系统一直处于高能耗，高磨损的运行状态，加重地铁运营成本，能源浪费严重，因此， 开发一种控制精确、实时性好，同时具有很强的移植性和通用性的空调控制器成为必需。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于ARM7微处理器的空调控制系统，要解决现有空调控制系统控制不够精确，实时性差，不具有很强的移植性和通用性的技术问题；并解决多路输入输出的实时性检测的问题。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种基于ARM7微处理器的空调控制系统，包括核心处理电路、状态输入、输出及温度采集电路、外部存储电路，以RS232协议控制器为核心的PTU通讯电路、以CANOpen协议控制器为核心的TMS通信网络电路，以 CAN协议控制器为核心的HMI人机交互电路。所述核心处理电路是32位ARM7微处理器，用于完成系统的信息输入和输出、温度采集、及故障和运行时间的控制。所述RS232协议控制器用于与PTU通讯电路通信实现对系统进行日常维护的功能。所述CANOpen协议控制器为核心的TMS通信网络电路用于完成控制系统接收从 TMS发送过来的指令，实时传输空调的状态及对整车空调温度的控制。所述CAN协议控制器为核心的HMI人机交互电路与CAN总线进行通信，完成HMI 人机交互，实现空调的运行状态查看、动作控制、故障查询的功能。所述ARM7微处理器是NXP公司的32位处理器LPC2^2，内嵌ARM7TDMI核，支持32位内部总线，2路CAN控制器，有76个可编程I/O接口引脚，36个可编程中断；所述处理器的晶振频率为11. 0592M，系统工作在60M频率下。所述的32位ARM7微控制器还连接有复位电路。与现有技术相比本技术具有以下特点和有益效果本技术采用了任务调度系统，各种功能模块采用单独任务，提高了空调机组的故障检测的实时性及处理速度；并添加了 HMI人机交互功能，在不须要PTU通讯电路的情况下，可以查看空调系统的运行状态及故障信息，提高了空调检修的效率。能完成多路输入输出的实时性检测，从而实现实时对列车空调系统进行精确控制，同时具有较强的移植性和通用性。本技术可广泛应用于地铁列车、铁路列车和城市轨道交通车辆等自动编组的工业控制领域。以下结合附图对本技术做进一步详细的说明。附图说明图1本技术的结构示意图。图2是本技术核心处理电路的硬件结构图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。参见图1所示，本技术的结构示意图。这种基于ARM7微处理器的空调控制系统，包括核心处理电路、状态输入、输出及、温度采集电路、外部存储电路，以RS232协议控制器为核心的PTU通讯电路、以CANOpen协议控制器为核心的TMS通信网络电路，以CAN协议控制器为核心的HMI电路；所述核心处理电路是32位ARM7微处理器，选用NXP公司的32位处理器LPC2^2， 它内嵌ARM7TDMI核，支持32位内部总线，2路CAN控制器，有76个可编程I/O接口引脚，36 个可编程中断。本系统中，处理器的晶振频率为11.0592M，系统工作在60M频率下，保证了空调机组出现故障时，系统故障的实时处理。用于完成系统的信息输入和输出、温度采集、 及故障和运行时间的控制。所述RS232协议控制器用于与PTU通讯电路通信实现对系统进行日常维护的功能；所述CANOpen协议控制器为核心的TMS通信网络电路用于完成控制系统接收从 TMS发送过来的指令，实时传输空调的状态及对整车空调温度的控制；以使空调运行在停止、全冷、全暖、半冷、半暖、自动的各种工况下，来控制列车内的温度，并返回当前空调的各种运行状况。所述CAN协议控制器为核心的HMI电路是人机交互电路，与CAN总线进行通信，完成HMI人机交互功能，实现空调的运行状态查看、动作控制、故障查询的功能，具体就是由单独的HMI电路通过CAN总线和ARM7微处理器进行通信，通过HMI发送相应的请求完成空调的动作控制及状态信息查看。不但可以查看空调当前的运行状态，空调各个机组的状态信息，比如总的运行时间长度以及故障记录、当前控制器的软件版本信息，还可以通过HMI人机交互对单列车进行控制，处理空调的故障。所述TMS通信网络电路或者HMI人机交互电路发送空调动作指令后，在以ARM7微处理器为核心的输出电路接收到相关指令以及通过温度采集电路读取当前室外温度和室内温度，控制空调工作在各种状况并通过HMI人机交互电路或TMS通信网络电路返回给HMI 人机交互电路或者TMS通信网络电路当前空调工作的各种状况。通过以ARM7微处理器为核心的输入电路读取空调的运行状态，当空调或电网出现故障时，及时对故障信息进行处理及存储，并实时的通过TMS通网络信电路发送故障信息给TMS。参见图2所示，本技术的核心处理电路的硬件结构图。所述的核心处理电路是32位ARM7微处理器，ARM7微处理器通过数据线与外部存储电路、外扩存储电路连接通信，所述外扩存储电路为FLASH器件、SDRAM器件；并通过所述CAN协议控制电路、CANOpen 协议控制电路、RS232协议控制电路与外接负载进行通信；所述的输入、输出电路及温度采集电路与ARM7微处理器连接，通过总线的方式访问FPGA的方式读取机组的状态信息及温度采集和输出动作控制，大大减轻了微处理器的运行负担；ARM7微处理器还连接有电源管理器件和复位电路，所述复位电路包括实时时钟器件。本技术上运行系统软件、HMI软件和PTU软件，系统软件包括网关所使用的操作系统、驱动程序。操作系统和驱动软件包由ANSI C语言编写完成。HMI软件主要是各种界面以及和微处理器通信的通信协议，以实现对空调进行控制和状态信息查看，HMI软件由 ANSIC语言编写完成PTU软件主要也是完成各种界面以及和微处理器通信，以对空调进行控制和状态信息查看，PTU软件由VB语言编写完成。以上公开的仅为本专利的具体实施例，但本专利并非局限于此，对于本领域的普通技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于ＡＲＭ７微处理器的空调控制系统，其特征在于：包括核心处理电路、状态输入、输出及温度采集电路、外部存储电路，以ＲＳ２３２协议控制器为核心的ＰＴＵ通讯电路、以ＣＡＮＯｐｅｎ协议控制器为核心的ＴＭＳ通信网络电路，以ＣＡＮ协议控制器为核心的ＨＭＩ人机交互电路；所述核心处理电路是３２位ＡＲＭ７微处理器，用于完成系统的信息输入和输出、温度采集、及故障和运行时间的控制；所述ＲＳ２３２协议控制器用于与ＰＴＵ通讯电路通信实现对系统进行日常维护的功能；所述ＣＡＮＯｐｅｎ协议控制器为核心的ＴＭＳ通信网络电路用于完成控制系统接收从ＴＭＳ发送过来的指令，实时传输空调的状态及对整车空调温度的控制；所述ＣＡＮ协议控制器为核心的ＨＭＩ人机交互电路与ＣＡＮ总线进行通信，完成ＨＭＩ人机交互，实现空调的运行状态查看、动作控制、故障查询的功能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王满仓，
申请(专利权)人：华车北京交通装备有限公司，广州中车轨道交通装备股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11