基于嵌入式系统的机房通风节能系统研究

论文摘要

本工作完成了基于嵌入式系统的机房通风节能控制系统设计,该系统通过利用先进的通风节能控制方法和高性能ARM芯片的应用使通讯机房空调用电比不用节能系统时最高能节省40%,在机房节能系统领域中处于国内领先水平。本文首先介绍了通讯机房节能控制系统目前的状态和控制方法,并且分析了未来的技术趋势和发展方向。然后本文在通过严谨的理论分析基础上提出了新的控制方法,并且通过高性能的嵌入式系统加以实现。本课题针对通讯机房的特点,提出了引进室外冷空气来控制机房室内温度的方法,该方法根据室内外温度的温差自动运行风机引进冷空气进行温度调节,并且可以根据不同的情况调节风机运行的数量和风门的开度来达到最佳的节能效果,如果在不满足引进新风的条件时,还可以通过空调控制方法让空调高效率运行来减少能耗。这个节能方法在硬件和软件相结合的基础上得到了实现,主要的逻辑控制和算法都由软件实现。在硬件上采用了高性能的ARM芯片和freescale的16位单片机,软件上应用了可剥夺性的实时操作系统uC/OSII,使系统在稳定性和可靠性上得到了保证。系统的整体设计、硬件设计和软件设计在论文的章节中做了详细阐述。通过本课题的工作,得到了许多新的思路和设计方法,本工作也为以后的其它人员进行同类产品开发提供了宝贵的经验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 绪论
• 1.1 空调节能的重要意义
• 1.2 我国目前通讯机房空调运行及用电现状
• 1.3 我国在机房节能的发展现状
• 1.4 本课题研究的目的和意义
• 1.5 论文各章节的主要内容
• 第二章 通风调温介绍
• 2.1 湿空气介绍
• 2.2 湿空气的烩湿图
• 2.3 两种不同状态空气混合过程的计算
• 2.4 机房的空气调节的参数选择
• 2.5 机房通风节能的控制
• 第三章 通风节能系统的整体设计
• 3.1 机房通风节能系统的控制参数
• 3.2 机房新风节能系统总体设计
• 第四章 通风节能系统的硬件设计
• 4.1 驱动单元（Drive Unit）设计
• 4.2 执行采样单元（Execute Sampling Unit）设计
• 4.3 中央控制单元（Center Control Unit）设计
• 第五章 通风节能系统的逻辑控制软件算法
• 5.1 逻辑控制软件的组成
• 5.2 空调控制状态算法
• 5.3 风机控制状态算法
• 5.4 故障控制流程
• 第六章 通风节能系统的ESU软件设计
• 6.1 ESU软件的整体框架
• 6.2 输入输出I/O总线软件设计
• 6.3 DI采样模块软件设计
• 6.4 DO驱动模块软件设计
• 6.5 AI采样模块软件设计
• 6.6 AO驱动模块软件设计
• 6.7 RS232/RS485通讯软件模块
• 6.8 键盘处理模块软件设计
• 6.9 LCD显示模块软件设计
• 第七章 通风节能系统的CCU软件设计
• 7.1 uC/OSII介绍
• 7.2 uC/OSII在AT91M40800上的移值
• 7.3 uC/OSII任务的建立
• 全文小结
• 参考文献
• 致谢