[实用新型]一种新型教室节能供暖系统

摘要

本实用新型属于楼宇自动化领域，公布一种新型教室节能供暖系统，由教室管理中心控制端和2～150个教室终端以及每个教室终端控制的被控暖气装置组成。教室管理中心控制端置于学校的教务管理部门，教室终端置于每个被管理的教室内，教室管理中心控制端和教室终端以射频无线通信连接构成控制网络，控制教室的被控暖气装置开启或关闭。本实用新型采用了ZigBee无线组网技术、数据库管理技术、人机交互技术和红外人体探测技术，将传统的教室供暖系统改造成具有集中管理功能的教室节能供暖系统，能用于改造或新建的教室供暖系统中，建成节能型教室供暖系统，对于实现节能减排有重要意义。

主权项

一种新型教室节能供暖系统，其特征在于，新型教室节能供暖系统由教室管理中心控制端和N个教室终端以及每个教室终端控制的被控暖气装置组成，教室管理中心控制端置于学校的教务管理部门，教室终端置于每个被管理的教室内，教室管理中心控制端和N个教室终端以射频无线通信连接构成控制网络；所述教室管理中心控制端由计算机、USB/UART转换模块、无线单片机、功率放大模块以及天线构成，计算机通过USB接口与USB/UART转换模块输入端连接，USB/UART转换模块输出端与无线单片机的UART接口连接，无线单片机的射频输出引脚与功率放大模块输入端连接，功率放大模块射频输出端与天线连接，无线单片机作为ZigBee协调器，计算机通过USB接口经USB/UART转换模块与ZigBee协调器连接，计算机与无线单片机的通信基于串行口进行处理；所述教室终端包括无线发射和人体感应装置（1）以及无线接收和电磁阀控制装置（2），无线发射和人体感应装置（1）以及无线接收和电磁阀控制装置（2）均置于教室内，无线接收和电磁阀控制装置（2）通过射频无线连接与教室管理中心控制端的计算机以及无线发射和人体感应装置（1）构成控制网络，无线接收和电磁阀控制装置（2）中的接收单片机作为一个路由节点，加入由教室管理中心控制端的协调器生成的ZigBee网络，接受教室管理中心控制端下发的根据上课时间设定的开关指令，控制被控暖气装置，无线接收和电磁阀控制装置（2）中的发射单片机允许无线发射和人体感应装置（1）的发射单片机作为终端节点加入网络，发射单片机和接收单片机通过协议栈的应用层绑定，生成一对一的 感应与控制关系，防止各教室之间相互干扰，接收单片机根据发射单片机在上课时间以外传送的教室中人体有无的信号控制被控暖气装置开启或关闭；所述被控暖气装置包括暖气片进口三通电磁阀（3）、暖气片（4）、旁路管（5）和暖气片出口三通接头（6），暖气片进口三通电磁阀（3）的进口A与暖气热水管（7）连接，暖气片进口三通电磁阀（3）的出口B与暖气片（4）的进水口连接，暖气片进口三通电磁阀（3）的出口C与旁路管（5）一端连接，暖气片（4）的出水口与暖气片出口三通接头（6）的进口D连接，旁路管（5）的另一端与暖气片出口三通接头（6）的进口F连接，暖气片出口三通接头（6）的出口E与暖气回水管（8）连接，无线接收和电磁阀控制装置（2）的电磁阀控制输出端与暖气片进口三通电磁阀（3）的电磁线圈连接；所述无线发射和人体感应装置（1）由射频发射模块（101）、发射机数据处理模块（102）、发射电路供电模块（103）和红外人体探测模块（104）组成，发射电路供电模块（103）向射频发射模块（101）、发射机数据处理模块（102）和红外人体探测模块（104）提供直流低压，电平转换电路将电源的电平转换为射频发射模块（101）、发射机数据处理模块（102）和红外人体探测模块（104）中的器件所需的电平；红外人体探测模块（104）中红外人体探测器探测人体发出的红外线，红外人体探测器的信号输出端与信号调理电路的信号输入端连接，信号调理电路对红外人体探测器输出信号预处理，信号调理电路输出端与发射机数据处理模块（102）中发射单片机的A/DC电路连接；发射机数据处理模块（102）包括发射单片机、主晶振、副晶振和编程通信接口，主晶振和副晶振的输出端分别与发射单片机的外部晶振接入引脚连接，编程通信接口由发射单片机相应的引脚单独引出，发射单片机的射频引脚与射频发射模块（101）的射频 外围电路的电感连接；射频发射模块（101）中射频外围电路输出端与发射天线连接；所述无线接收和电磁阀控制装置（2）由射频接收模块（201）、接收机数据处理模块（202）、接收电路供电模块（203）和电磁阀驱动模块（204）组成，接收电路供电模块（203）向射频接收模块（201）、接收机数据处理模块（202）和电磁阀驱动模块（204）提供直流低压以及向电磁阀驱动模块（204）中的继电器和暖气片进口三通电磁阀（3）提供220V交流电电压，电平转换电路将电源的电平转换为射频接收模块（201）、接收机数据处理模块（202）和电磁阀驱动模块（204）中的器件所需的电平；射频接收模块（201）中接收天线与射频外围电路射频输入端连接，射频外围电路的输出端与接收机数据处理模块（202）的接收单片机中无线功能模组输入端连接；接收机数据处理模块（202）包括接收单片机、主晶振、副晶振和编程通信接口，主晶振和副晶振的输出端分别与接收单片机的外部晶振接入引脚连接，编程通信接口由单片机相应的引脚单独引出，接收单片机的GPIO引脚与电磁阀驱动模块（204）的驱动电路输入端连接，无线接收和电磁阀控制装置（2）的电磁阀控制输出端为继电器的常开触点，继电器的常开触点与暖气片进口三通电磁阀（3）电磁线圈连接。