基于STC12C5412AD的机房新风系统设计

论文摘要

目前,通信运营商的通信机房采用空调降温的办法来调节机房的温度。如果能在控制机房环境温度的前提下降低空调的运行时间则会大大减少整个机房的耗电量。新风系统能根据通信机房室内外的环境参数自动引入室外自然冷空气,排出室内热空气,从而达到调节机房温度要求,减少空调工作,是目前通信机房降低能耗的有效方案之一。本文针对这一问题,设计了基于STC12C5412AD单片机的机房新风系统,实现通信机房的节能。本文首先概述新风系统的研究背景,阐述课题的研究意义,介绍了本文研究的主要内容及所做的工作。并简要阐述了通信机房新风系统基本原理。本文对以STC12C5412AD单片机为核心的新风系统的硬件和软件进行了设计。整个系统以简单﹑人性化的人机界面和较少的按键实现新风系统的所有参数的设置。通过单片机自带的AD转换对新风系统的温湿度传感器的电压转换信号进行采样的方案来获取机房室内外环境参数,并对参数进行多种算法的数字滤波处理。以STC12C5412AD单片机为核心的通信机房新风系统具备监控机房门禁、水浸、烟雾、火警报警功能并提供控制空调开关的三种方式:脉冲控制、普通控制、红外控制方式。在系统软件设计中采用简洁的汇编语言模块化编程和冗余控制算法控制风机和空调从而使整个系统的自动控制更加稳定、可靠。此外新风系统通过RS485接口和机房内所有的电能表按DL/T645-1997通讯规约通信,可获取当前电能表的度数。Modem自动拨号成功后,新风系统可经CNS210网络通信模块进行RS232-RJ45协议转换,经公网与上位机按自定义的机房新风系统协议进行点对点通信,可实现对整个通信机房的远程抄表数据的传输和机房运行环境数据的实时远程监控功能,上位机系统对数据进行整理并保存。最后完成对新风系统的整体测试,给出测试方法和设备,对测试结果进行分析并得出验证结论。本文设计的基于STC12C5412AD单片机的新风系统具有控制精密、成本低廉、结构简单的特点,是通信机房节能效率比较高的一个系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及目的
• 1.2 研究现状
• 1.3 论文的主要内容
• 第2章 新风系统基本原理
• 2.1 新风系统工作原理
• 2.2 机房新风量的确定
• 2.3 新风的处理方法
• 第3章 新风系统总体设计
• 3.1 新风系统总体结构
• 3.2 室内环境控制系统
• 3.3 信息接入系统
• 3.4 局端监控系统
• 第4章 新风系统硬件设计
• 4.1 室内环境控制系统详细设计
• 4.1.1 电源设计
• 4.1.2 复位和晶振电路设计
• 4.1.3 开关信号输入接口设计
• 4.1.4 空调开机回授信号输入电路设计
• 4.1.5 继电器控制电路设计
• 4.1.6 通信接口电路设计
• 4.1.7 通信接口扩展电路
• 4.1.8 温湿度采样电路
• 4.1.9 面板上键盘和显示电路
• 4.1.10 空调与风机的控制方法
• 4.2 信息接入系统详细设计
• 4.2.1 DL/T645-1997 通讯规约
• 4.2.2 新风系统远程抄表应用
• 4.3 局端监控系统详细设计
• 4.3.1 通信协议概述
• 4.3.2 通信协议的数据定义
• 4.3.3 上位机软件
• 第5章 新风系统软件设计
• 5.1 子程序设计
• 5.1.1 显示驱动程序设计
• 5.1.2 按键驱动程序设计
• 5.1.3 采样程序设计
• 5.1.4 在应用可编程驱动程序设计
• 5.1.5 串口中断程序设计
• 5.1.6 系统时钟设计
• 5.1.7 自动控制的控制程序设计
• 5.2 控制终端界面设计
• 5.2.1 工作界面设计
• 5.2.2 人机对话的界面设计
• 5.3 主程序设计
• 第6章 实验结果与分析
• 6.1 新风系统功能测试实验结果与分析
• 6.2 新风系统性能测试实验结果与分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 智能控制器硬件电路原理图
• 附录B 智能控制器PCB 版图
• 附录C 智能控制器实物图
• 附录D 部分软件代码