基于WLAN與單神經(jīng)元自適應的空調(diào)系統(tǒng)設計
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1 空調(diào)系統(tǒng)控制原理
控制原理：通過新、回風道內(nèi)設置的溫濕度傳感器分別檢測新風、回風的溫濕度，經(jīng)過單元控制器的計算比較，確定系統(tǒng)空氣處理機的運行工況，并輸出相應的信號控制新／回風及排風風閥的開度比例，并調(diào)節(jié)新回風混合比，達到節(jié)能的目的。在風道內(nèi)設有防凍開關，當風溫低于設定溫度時，切斷風機電路停止風機運行，并通過與新風入口風閥執(zhí)行器的連鎖，關閉新風閥。同時由現(xiàn)場控制器輸出報警信號。本文主要研究的是對溫濕度的控制問題。
2 硬件設計
本系統(tǒng)包括3大部分：主機(含數(shù)據(jù)庫)，現(xiàn)場控制部分和WLAN控制部分，其中硬件設計包括WLAN控制模塊的設計和現(xiàn)場控制器及其外圍電路設計兩部分。WLAN控制模塊是該系統(tǒng)的核心部分，負責主機與控制器之間信息的傳輸。系統(tǒng)結構如圖1所示。
現(xiàn)場控制部分由帶串口(RS232或RS485接口)的控制器及其外圍電路、溫濕度傳感器等組成，從傳感器測得的相應數(shù)值將定期發(fā)送到無線控制模塊交主控機處理?？刂破鞑捎肞ID等算法對空調(diào)末端組各種閥門進行控制，并負責各采樣點的溫濕度采樣值的顯示與上傳。
現(xiàn)場控制器的設計主要包括：AT89S52單片機、輸入、輸出電路，4x4點陣鍵盤電路，存儲器擴展電路，字符液晶或數(shù)碼管顯示電路，掉電保護電路及上下限保護電路等。其結構圖如圖2所示。
WLAN控制模塊的設計：系統(tǒng)中采用ADAM4550無線調(diào)制解調(diào)模塊作為中間數(shù)據(jù)采集器，ADAM-4550是一款新型直序擴頻無線調(diào)制解調(diào)器。它在2．4 GHz ISM頻段上工作，無須申請執(zhí)照。它提供了可用于通訊的RS-232和RS-485接口，通訊速率可達到115．2 kbps。它使用1 Mbps的廣播速率以半雙工方式工作。調(diào)制解調(diào)器具有100 mW的輸出功率。使用其背面的拉桿天線時，可以有150 m的有效傳輸距離。當使用研華提供的高增益外接支桿式天線時，它的通訊范圍有可能超過20km(開闊空間)。
3 軟件設計
根據(jù)系統(tǒng)功能要求，軟件設計分為兩部分：
現(xiàn)場控制器的軟件設計主要由數(shù)據(jù)采集程序、初始化程序、算法控制運算程序、參數(shù)發(fā)送及顯示程序、故障診斷報警程序等組成。軟件功能為實時采集溫濕度、設備報警、風機的工作狀態(tài)等模擬、數(shù)字信號，根據(jù)控制算法通過控制新回風閥及冷熱水的開度大小進行溫濕度的控制。
主機控制軟件包括數(shù)據(jù)庫(用DELPHI編程)，溫濕度查詢、接收火盜警信號，然后進行相應處理后給下位機即現(xiàn)場控制器發(fā)出指令，并對數(shù)據(jù)進行存檔和歸表以便查詢調(diào)用。
4 單神經(jīng)元自適應PID算法控制
單神經(jīng)元作為構成神經(jīng)網(wǎng)絡的基本單位，具有自學習和自適應能力，而且結構簡單，易于計算。傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器也具有結構簡單，調(diào)整方便和參數(shù)整定與工程指標聯(lián)系密切等特點。將兩者結合，可以在一定程度上解決傳統(tǒng)PID調(diào)節(jié)器對一些參數(shù)時變系統(tǒng)進行有效控制的不足。
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