中央空调嵌入式节能控制器的开发

摘要

随着经济发展和能耗增加，中央空调耗电量已接近我国社会用电总量的20％，而市场上专用控制器功能单一、难以进行系统的整体控制，因此，新型中央空调节能控制器具有巨大的市场潜力和经济效益。
　　 首先，按照中央空调节能控制的要求设计了系统方案，采用ADI公司数字隔离新技术iCoupler来隔离数据传输总线，实现2.5KV电气隔离，达到数据传输速率高、时序精度好、瞬态共模抑制能力强的优点；用双CAN总线完成控制器间的实时通信；100M以太网负责控制器和上位机之间通信；设计多种形式IO接口以满足中央空调系统的点位要求；做其他多种通讯设计，方便维护、扩展、升级。其次，采用ARMv7 Cortex-M3内核微控制器LM3S8970作控制核心，设计出四层控制板。控制器含有8路带隔离AI、8路带隔离AO、10路带隔离DI、10路带隔离DO、2路CAN总线、1路以太网、1路RS-232C串口、1路红外串行、1路SSI扩展。再次，结合中央空调节能控制系统的软件架构，进行了详细的方案设计。采用实时控制优先、中断末尾连锁的调度策略，满足了控制软件的实时性要求；按照编程规范，进行了嵌入式节能控制器的软件开发，包括板级定义、驱动程序、通讯软件以及控制算法。最后，建立了硬件测试设备+EKI-LM3S2965与IAR EWARM的嵌入式测试平台，进行了嵌入式节能控制器的硬件测试、软件测试以及软硬件系统测试。
　　 结果表明，嵌入式节能控制器的硬件和软件功能稳定、可靠，能实时跟踪给定信号，能应用于中央空调节能控制系统，对节约能耗，有巨大而深刻的意义。并且，搭建的嵌入式测试平台，具有一定通用性，适合相关嵌入式产品的测试。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 中央空调系统能耗现状

1.2 中央空调系统原理概述

1.3 中央空调控制器的发展

1.4 中央空调控制器的要求

1.5 本课题主要内容及意义

第二章 中央空调节能控制器方案设计

2.1 中央空调节能控制器应用分析

2.2 中央空调节能控制器参数概述

2.3 中央空调节能控制器控制核心

第三章 嵌入式节能控制器的硬件开发

3.1 带隔离模拟量输入

3.2 带隔离模拟量输出

3.3 带隔离数字量输入

3.4 带隔离数字量输出

3.5 双路CAN总线通讯

3.6100M以太网通讯

3.7 RS-232C串口通讯

3.8 IrDA SIR红外通讯

3.9 SSI通讯扩展

3.10 控制器低功耗技术

第四章 嵌入式节能控制器的软件开发

4.1 总体构成

4.2 编程规范

4.3 板级定义

4.4 设备驱动

4.4.1 基本初始化驱动

4.4.2 ADC驱动

4.4.3 DAC驱动

4.4.4 DI驱动

4.4.5 DO驱动

4.4.6 CAN通讯驱动

4.4.7 以太网通讯驱动

4.4.8 RS-232C串口驱动

4.4.9 IrDA SIR红外通讯驱动

4.4.10 SSI通讯扩展驱动

4.5 相关文档

第五章 嵌入式节能控制器的控制软件

5.1 软件整体结构

5.2 软件功能定义

5.3 总体软件框架

5.4 现场控制软件

5.5 通讯软件开发

5.6 控制算法开发

第六章 嵌入式节能控制器的功能测试

6.1 嵌入式节能控制器的测试平台

6.2 嵌入式节能控制器的硬件测试

6.3 嵌入式节能控制器的软件测试

6.3.1 CAN总线收发功能性测试

6.3.2 Ethernet联网通讯测试

6.3.3 RS-232C串口通讯测试

6.3.4 红外串行通讯测试

6.3.5 SSI通讯测试

6.4 嵌入式节能控制器的系统测试

6.5 嵌入式节能控制器的现场测试

第七章 总结与展望

参考文献

参加科研情况说明

致谢