嵌入式多功能溫度控制系統(tǒng)及控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種溫度控制技術，特別涉及一種嵌入式多功能溫度控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟的快速發(fā)展，人們對生活品質的要求也越來越高。如何營造一個舒適的家居環(huán)境，成為了一個日益重要的課題。而舒適的溫度則成為了生活品質很重要的方面。但另一方面，隨著我國經濟規(guī)模擴大造成能源緊張，以及能源過度消耗而造成的環(huán)境問題日益凸顯。中國現有的經濟規(guī)模相當于美國的1/3，但能源消耗量卻已經超過美國，我國能源將面臨重大挑戰(zhàn)。如何通過節(jié)能高效的方式營造舒適的家居環(huán)境，也成為社會各方面的共同愿望。
[0003]傳統(tǒng)的室內溫度調節(jié)方式，主要包括空調以及暖氣供暖。傳統(tǒng)的空調調節(jié)，只構成溫度的單閉環(huán)反饋控制，不能根據用戶的使用習慣以及室內是否有人等信息進行智能調節(jié)。傳統(tǒng)的暖氣供暖，需要消耗掉大量的能源造成嚴重的環(huán)境污染，卻也很難給用戶良好舒適的溫度體驗。
[0004]隨著物質生活的提高，人們對家庭安防的需求也越來越高，溫度調節(jié)器若能在調節(jié)舒適的溫度的同時，還能提供入侵報警功能，對人么的生活會帶來極大地方便。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明是針對人們對生活環(huán)境要求越來越高的問題，提出了一種嵌入式多功能溫度控制系統(tǒng)及控制方法，既能夠快速、精確地控制室內溫度，又能夠學習用戶的使用習慣，使用戶得到最舒適的用戶體驗，節(jié)能環(huán)保，同時還能檢測房間內人員位置，并且具有入侵報警功能。
[0006]本發(fā)明的技術方案為:一種嵌入式多功能溫度控制系統(tǒng)，包括主控芯片，Wifi模塊，云服務器，溫濕度傳感器模塊，紅外傳感器模塊，電容觸摸屏模塊，射頻和紅外模塊，執(zhí)行模塊，主控芯片通過Wifi模塊與云服務器3進行通信和數據傳輸；Wifi模塊則通過串口通信的方式與主控芯片進行數據通信；溫濕度傳感器模塊通過IIC數據總線向主控芯片發(fā)送數據；紅外傳感器模塊、射頻和紅外模塊通過導線與主控芯片相連，電容觸摸屏模塊通過排線與主控芯片相連，執(zhí)行模塊電動閥門則直接安裝在供暖暖氣上并通過導線與主控芯片相連，以控制閥門的開度。
[0007]所述嵌入式多功能溫度控制系統(tǒng)，還包括手機APP端，云服務器通過手機網絡與手機APP端通信；手機APP端通過wifi模塊與主控芯片之間通信。
[0008]所述嵌入式多功能溫度控制系統(tǒng)的控制方法，具體包括如下步驟:
1)開始系統(tǒng)，進行系統(tǒng)初始化；
2)判斷系統(tǒng)是否為安全模式，如果是安全模式，則關閉溫度控制功能，通過紅外傳感器模塊檢測是否有外人闖入，如果有人闖入，則通過Wifi模塊向手機app端發(fā)送報警信息，如果沒有，則返回，重新判斷是否為安全模式，如果是非安全模式，則執(zhí)行步驟3);
3)檢測室內溫濕度，每30s檢測一次，將溫濕度信息提供給主控芯片中判斷是否收到控制指令，控制指令通過控制器電容觸摸屏發(fā)出，或者由手機APP發(fā)出；若主控芯片收到指令，則將指令輸入遺傳控制算法，對其進行記錄，分析，通過計算，控制室溫達到指定溫度；若主控芯片沒有發(fā)出指令，則根據此遺傳控制算法，根據當前溫度參數及用戶使用習慣，自動設定最適宜的溫度；
4)根據遺傳控制算法的計算，由主控芯片發(fā)出控制指令，通過紅外或射頻控制空調溫度，或由電動閥門控制暖氣溫度，由紅外傳感器模塊檢測房間內是否有人，如果檢測到房間內無人超過5分鐘，則調低空調功率或減小電動閥門流量，使系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)，若檢測到房間無人超過20分鐘，則關閉設備；當檢測到房間有人時，返回步驟2)。
[0009]所述遺傳控制算法首先將采集到的室內外溫度組成染色體，作為遺傳算法輸入量，求解最適合溫度，再將最適合溫度與根據用戶個人習慣的學習結果進行比較判定，最終輸出當前所需的調節(jié)溫度。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明嵌入式多功能溫度控制系統(tǒng)及控制方法，既能做到快速、精確的控制室內溫度，又能學習用戶的使用習慣，使用戶得到最舒適的用戶體驗，同時通過手機APP遠程控制，方便快捷，具備防入侵及無人降耗功能，安全節(jié)能。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明嵌入式多功能溫度控制系統(tǒng)結構示意圖；
圖2為本發(fā)明手機APP端顯示和控制圖；
圖3為本發(fā)明溫度控制系統(tǒng)的控制流程圖；
圖4為本發(fā)明遺傳控制算法在溫度控制系統(tǒng)中的功能示意圖；
圖5為本發(fā)明遺傳控制算法在溫度控制系統(tǒng)中的流程框圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示嵌入式多功能溫度控制系統(tǒng)結構示意圖，包括STM32主控芯片1，CC3000 Wifi模塊2，云服務器3，溫濕度傳感器模塊4，紅外傳感器模塊5，電容觸摸屏模塊6，射頻和紅外模塊7，執(zhí)行模塊8。其中，主控芯片1通過Wifi模塊2與云服務器3進行通信和數據傳輸；Wifi模塊2則通過串口通信的方式與主控芯片1進行數據通信；溫濕度傳感器模塊4通過IIC數據總線向主控芯片1發(fā)送數據；紅外傳感器模塊5、射頻和紅外模塊7通過導線與主控芯片1相連，電容觸摸屏模塊6通過排線與主控芯片1相連，執(zhí)行模塊8電動閥門則直接安裝在供暖暖氣上并通過導線與主控芯片1相連，以控制閥門的開度，以控制供暖暖氣的溫度。
[0013]如圖2所示手機APP端顯示和控制圖，該部分包括主控芯片1，Wifi模塊2，云服務器3通過手機3G網絡與APP端9通信，遵循h(huán)ttp (s)等網絡傳輸協議；APP端9是通過wifi模塊2與主控芯片1之間通信，建立套接字，遵循自定義協議通信。
[0014]本發(fā)明主要是針對人們對生活質量的要求和生活習慣提出來的。通過本溫度控制系統(tǒng)的監(jiān)測，我們能及時了解室內外