空调节能控制系统设计与实现
空调节能控制系统设计与实现[20200406105846]
摘要
本次研究的课题是空调节能控制系统，所谓的空调节能控制系统是利用程序控制空调在特定时间启停，升温降温，以及在遇到特殊条件时执行用户制定的个人方案来控制空调当前状态的系统，最终达到节能运行的目的。
本次研究使用的嵌入式开发板为实验室的2410的经典实验开发平台，自带了irda红外端口。整体系统界面为qt开发的界面，通过移植Linux操作系统，将做好的qt程序以及红外解码程序移植到开发板上运行。
此次课题完成的主要功能是进行遥控器按键红外码的识别和记录，用户控制方案的保存，用户方案的执行，红外码的对照发出。获得了较理想的结果。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:空调节能嵌入式开发板移植红外
目 录
一、绪论 1
1．1课题研究的阐述 1
1．2 课题研究的目的及基本思路 1
1．2．1 课题研究的目的 1
1．2．2 课题研究的基本思路 1
1.3 课题研究的意义 2
二、空调节能控制系统分析 3
2.1空调节能控制系统的整体设计方案的提出 3
2．1．1 空调节能控制系统与自动化 3
2．1．2 空调节能控制系统的历史及现状 3
2.2空调节能控制系统的分析 4
2．2．1 空调节能控制系统的移植 4
2．2．2 系统的组成原理设计 5
2.3空调节能控制系统结构框图 6
三、空调控制分模块研究与设计 8
3.1红外解码收发模块 8
3.2 QT界面模块 9
3.3温度采集模块 10
3.4热释电模块 10
3.5策略解析模块 11
四、程序具体分析 12
4.1 QT程序简要说明 12
4.2红外解码部分 15
五、总 结 17
4.1课题研究的难点与问题 17
4.2课题研究总结 18
一、绪论
1.1课题研究的阐述
随着人们生活水平的不断提高，大中小企业的办公楼里已经不局限于一台空调了，由于空调数量的增加使得人为管理变得麻烦而且不可行，于是利用电脑的高级智能化处理和嵌入式的可移植性，将管理空调的任务交给了一块很小的芯片和若干处理器和元件，大大降低了所需的人力，并且因为空调本身运行的特点，通过有效控制使用方法，可以提升节能降耗的空间，因此提出一套智能的节能控制方案很有现实意义。
近几年来由于嵌入式ARM的飞速发展以及各大芯片制造商对于ARM系统的支持，ARM也越来越为人所知，在不需要大容量存储器时，就可以使用ARM芯片来完成所需要的工作，所以用ARM芯片来做空调节能控制系统无论从成本和实效来说都是可以胜任的。
1.2课题研究的目的及基本思路
1．2．1 课题研究的目的
在当今时代发展是主题，近几年来可持续发展的概念又深化了发展的另一个方面也就是可持续，可持续发展也就是污染问题的治理和资源的合理利用，空调节能控制系统设计与实现的研究是在可持续发展这条路上做的探索，现在只是以空调为研究对象，为以后的节能合理利用资源打基础，利用嵌入式实现以后的资源利用合理化，治理污染自动化，以及操作人性化。
1．2．2 课题研究的基本思路
本系统针对针对空调控制，采用人机交互界面，用户设置保存系统，以及用户自定义系统，将用户的设置来保存，利用红外解码对各种遥控器的按键码进行解码，来分别标记每种码的功能，当遇到用户制定的方案时可以调用特定的码来实现空调控制，用DS18B20温度传感器和200B人体热释电红外传感器采集的环境，获得用于获取和反馈的具体情况。
1.3 课题研究的意义
随着环境日益恶化以及温室效应等诸多因素，保护环境合理利用资源已成为各国不可轻视的重大问题。空调作为一种家电产品，在千家万户的生活中起着很重要的作用，但是也不能忽视一个问题，那就是空调本身就是危害环境的，他会产生导致温室效应的气体，污染环境。空调又是能耗很重的家电，空调的能耗占据了建筑物的百分之五十。尽可能的节省能量损耗，对国家的可持续发展和人民生活做出了巨大贡献。空调节能控制系统也就是空调自动化，采集周围环境变化参数然后反馈给空调节能控制系统以此来控制空调启停升高或降低。来降低空调的能耗和在高能耗时带来的高污染。
自动控制技术的发展也有了进百年历史，从最早的双金属片温度调节其到今天的嵌入式控制系统，已经走过了几代的发展历程，只要了解简单控制的原理，复杂控制系统原理上是简单系统的组合，掌握并不困难，此研究是对于简单控制系统的研究，对于以后的复杂控制系统的研究有促进作用
二、空调节能控制系统分析
2.1空调节能控制系统的整体设计方案的提出
2．1．1 空调节能控制系统与自动化
空调节能控制系统与自动化本就是不可分割的，空调控制的英文名是Air Conditioning，本身即为动态控制的意思，没有动态控制就没有真正意义上的空调，只不过过去是以人工控制，现在是交给了芯片自己去控制，我们只要制定思路，制定策略，系统完全可以胜任处理任务，自动化管理便是无人操作，省却了人力，甚至比人力更加有时效性，空调控制作为自动化控制的一个领域，国内国外都进行了长时间的研究和改良。
空调节能控制系统是为人类生活，生产活动和科学研究服务的，为了保证人类生活具有一定舒适度，保证生产生活和科学研究的正常进行，就需要空调自动控制系统，然后随着外界条件的变化，系统的被控参数就回发生变化，为了保证被控参数在用户希望的范围，就必须用户进行规划管理，试想目前普遍安装的家用空调没有自动控制系统，只是根据人对温度的感受去手动启停空调，那会是多么麻烦的情形。有了自动调节能解放人力，使得控制更加有效，达到节能降耗的目的。
2．1．2 硬件结构的设计和功能说明
硬件结构的的主体为一块CSC2410芯片来进行计算和执行的全部工作。
外部传感器主要为温度传感器和热释电人体红外传感器，所要做的是将外界的环境因素变化时刻反馈给主程序，当主程序侦测到变化符合用户设置的情况时，做出相应的对策变化。
用户方案设计主要采用QT界面，功能为记录用户设置的数据，保存为可识别的文本文件供主程序读取，QT还进行用户设置初始化和按键录入的基本工作，按键录入时调用红外解码程序来完成编解码，并存放于内存单元地址中，便于程序在需要使用是的调用和发射。
空调节能控制系统的功能就是结合各模块来完成空调的自动化控制，也可根据用户的实际要求作出相应的改变来达到空调的节能作用。
2.2空调节能控制系统的分析
2．2．1 空调节能控制系统的移植
空调节能控制系统运行在嵌入式linux操作系统上。
Linux是一个计算机操作系统，一个用来协调，管理和控制计算机硬件和软件次元的控制程序，linux操作系统是一个多用户和多任务的操作系统，多用户表示同一时刻可以有多个用户同时使用linux操作系统而且他们互不干扰，多任务表示任何用户在同一时间可以再linux操作系统上运行多个系统。
与winwos操作系统不同的是linux主要的用户界面是命令行界面（linux也有图像界面），用户通过linux系统提供的命令来操作计算机系统，linux一共大约250个命令，但是常用的较少，windows被称为用户友好的操作系统，因为普通用户很容易学习和使用，linux被称为程序员友好的操作系统，因为程序员可以方便的重置linux系统以适用当前工作环境。
Linux系统不但可以使用与大中小型计算机，小型计算机，工作站上，随着发展也已经可以支持移植到各种微型机上，linux得到企业的广泛使用的主要原因是功能强大，可靠性强，技术成熟，移植性，因此跻身于主流开发环境。
对于此实验中linux系统的移植
1我们需要liux系统的源码并对其进行编译来生成zImage镜像文件类似于windows的安装镜像也可以说更像ghost这种类型
摘要
本次研究的课题是空调节能控制系统，所谓的空调节能控制系统是利用程序控制空调在特定时间启停，升温降温，以及在遇到特殊条件时执行用户制定的个人方案来控制空调当前状态的系统，最终达到节能运行的目的。
本次研究使用的嵌入式开发板为实验室的2410的经典实验开发平台，自带了irda红外端口。整体系统界面为qt开发的界面，通过移植Linux操作系统，将做好的qt程序以及红外解码程序移植到开发板上运行。
此次课题完成的主要功能是进行遥控器按键红外码的识别和记录，用户控制方案的保存，用户方案的执行，红外码的对照发出。获得了较理想的结果。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:空调节能嵌入式开发板移植红外
目 录
一、绪论 1
1．1课题研究的阐述 1
1．2 课题研究的目的及基本思路 1
1．2．1 课题研究的目的 1
1．2．2 课题研究的基本思路 1
1.3 课题研究的意义 2
二、空调节能控制系统分析 3
2.1空调节能控制系统的整体设计方案的提出 3
2．1．1 空调节能控制系统与自动化 3
2．1．2 空调节能控制系统的历史及现状 3
2.2空调节能控制系统的分析 4
2．2．1 空调节能控制系统的移植 4
2．2．2 系统的组成原理设计 5
2.3空调节能控制系统结构框图 6
三、空调控制分模块研究与设计 8
3.1红外解码收发模块 8
3.2 QT界面模块 9
3.3温度采集模块 10
3.4热释电模块 10
3.5策略解析模块 11
四、程序具体分析 12
4.1 QT程序简要说明 12
4.2红外解码部分 15
五、总 结 17
4.1课题研究的难点与问题 17
4.2课题研究总结 18
一、绪论
1.1课题研究的阐述
随着人们生活水平的不断提高，大中小企业的办公楼里已经不局限于一台空调了，由于空调数量的增加使得人为管理变得麻烦而且不可行，于是利用电脑的高级智能化处理和嵌入式的可移植性，将管理空调的任务交给了一块很小的芯片和若干处理器和元件，大大降低了所需的人力，并且因为空调本身运行的特点，通过有效控制使用方法，可以提升节能降耗的空间，因此提出一套智能的节能控制方案很有现实意义。
近几年来由于嵌入式ARM的飞速发展以及各大芯片制造商对于ARM系统的支持，ARM也越来越为人所知，在不需要大容量存储器时，就可以使用ARM芯片来完成所需要的工作，所以用ARM芯片来做空调节能控制系统无论从成本和实效来说都是可以胜任的。
1.2课题研究的目的及基本思路
1．2．1 课题研究的目的
在当今时代发展是主题，近几年来可持续发展的概念又深化了发展的另一个方面也就是可持续，可持续发展也就是污染问题的治理和资源的合理利用，空调节能控制系统设计与实现的研究是在可持续发展这条路上做的探索，现在只是以空调为研究对象，为以后的节能合理利用资源打基础，利用嵌入式实现以后的资源利用合理化，治理污染自动化，以及操作人性化。
1．2．2 课题研究的基本思路
本系统针对针对空调控制，采用人机交互界面，用户设置保存系统，以及用户自定义系统，将用户的设置来保存，利用红外解码对各种遥控器的按键码进行解码，来分别标记每种码的功能，当遇到用户制定的方案时可以调用特定的码来实现空调控制，用DS18B20温度传感器和200B人体热释电红外传感器采集的环境，获得用于获取和反馈的具体情况。
1.3 课题研究的意义
随着环境日益恶化以及温室效应等诸多因素，保护环境合理利用资源已成为各国不可轻视的重大问题。空调作为一种家电产品，在千家万户的生活中起着很重要的作用，但是也不能忽视一个问题，那就是空调本身就是危害环境的，他会产生导致温室效应的气体，污染环境。空调又是能耗很重的家电，空调的能耗占据了建筑物的百分之五十。尽可能的节省能量损耗，对国家的可持续发展和人民生活做出了巨大贡献。空调节能控制系统也就是空调自动化，采集周围环境变化参数然后反馈给空调节能控制系统以此来控制空调启停升高或降低。来降低空调的能耗和在高能耗时带来的高污染。
自动控制技术的发展也有了进百年历史，从最早的双金属片温度调节其到今天的嵌入式控制系统，已经走过了几代的发展历程，只要了解简单控制的原理，复杂控制系统原理上是简单系统的组合，掌握并不困难，此研究是对于简单控制系统的研究，对于以后的复杂控制系统的研究有促进作用
二、空调节能控制系统分析
2.1空调节能控制系统的整体设计方案的提出
2．1．1 空调节能控制系统与自动化
空调节能控制系统与自动化本就是不可分割的，空调控制的英文名是Air Conditioning，本身即为动态控制的意思，没有动态控制就没有真正意义上的空调，只不过过去是以人工控制，现在是交给了芯片自己去控制，我们只要制定思路，制定策略，系统完全可以胜任处理任务，自动化管理便是无人操作，省却了人力，甚至比人力更加有时效性，空调控制作为自动化控制的一个领域，国内国外都进行了长时间的研究和改良。
空调节能控制系统是为人类生活，生产活动和科学研究服务的，为了保证人类生活具有一定舒适度，保证生产生活和科学研究的正常进行，就需要空调自动控制系统，然后随着外界条件的变化，系统的被控参数就回发生变化，为了保证被控参数在用户希望的范围，就必须用户进行规划管理，试想目前普遍安装的家用空调没有自动控制系统，只是根据人对温度的感受去手动启停空调，那会是多么麻烦的情形。有了自动调节能解放人力，使得控制更加有效，达到节能降耗的目的。
2．1．2 硬件结构的设计和功能说明
硬件结构的的主体为一块CSC2410芯片来进行计算和执行的全部工作。
外部传感器主要为温度传感器和热释电人体红外传感器，所要做的是将外界的环境因素变化时刻反馈给主程序，当主程序侦测到变化符合用户设置的情况时，做出相应的对策变化。
用户方案设计主要采用QT界面，功能为记录用户设置的数据，保存为可识别的文本文件供主程序读取，QT还进行用户设置初始化和按键录入的基本工作，按键录入时调用红外解码程序来完成编解码，并存放于内存单元地址中，便于程序在需要使用是的调用和发射。
空调节能控制系统的功能就是结合各模块来完成空调的自动化控制，也可根据用户的实际要求作出相应的改变来达到空调的节能作用。
2.2空调节能控制系统的分析
2．2．1 空调节能控制系统的移植
空调节能控制系统运行在嵌入式linux操作系统上。
Linux是一个计算机操作系统，一个用来协调，管理和控制计算机硬件和软件次元的控制程序，linux操作系统是一个多用户和多任务的操作系统，多用户表示同一时刻可以有多个用户同时使用linux操作系统而且他们互不干扰，多任务表示任何用户在同一时间可以再linux操作系统上运行多个系统。
与winwos操作系统不同的是linux主要的用户界面是命令行界面（linux也有图像界面），用户通过linux系统提供的命令来操作计算机系统，linux一共大约250个命令，但是常用的较少，windows被称为用户友好的操作系统，因为普通用户很容易学习和使用，linux被称为程序员友好的操作系统，因为程序员可以方便的重置linux系统以适用当前工作环境。
Linux系统不但可以使用与大中小型计算机，小型计算机，工作站上，随着发展也已经可以支持移植到各种微型机上，linux得到企业的广泛使用的主要原因是功能强大，可靠性强，技术成熟，移植性，因此跻身于主流开发环境。
对于此实验中linux系统的移植
1我们需要liux系统的源码并对其进行编译来生成zImage镜像文件类似于windows的安装镜像也可以说更像ghost这种类型
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