中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)中的嵌入式技術(shù)探討

張三杰

摘 要：嵌入式技術(shù)是IT行業(yè)中的重點(diǎn)，具有高性能、可靠性的特點(diǎn)。近幾年，嵌入式技術(shù)全面應(yīng)用到中央空調(diào)的集中控制系統(tǒng)內(nèi)，目的是確保中央空調(diào)具備高效的控制能力，一方面提高中央空調(diào)的控制水平，另一方面降低空調(diào)運(yùn)行時(shí)的能源消耗。本文主要探討嵌入式技術(shù)在中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)中的相關(guān)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；集中控制系統(tǒng)；嵌入式技術(shù)

中央空調(diào)的集中控制系統(tǒng)，是一項(xiàng)重要的部分，傳統(tǒng)的空調(diào)運(yùn)行中，采用的是接觸器與繼電器的方法，人工操作參與完成，增加了空調(diào)集中控制的負(fù)擔(dān)，現(xiàn)行中央空調(diào)的發(fā)展過(guò)程中，利用嵌入式的技術(shù)，簡(jiǎn)化集中控制的系統(tǒng)，適當(dāng)?shù)目刂坪们度胧郊夹g(shù)的軟件與硬件，促使中央空調(diào)的集中控制系統(tǒng)保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，完善集中控制中的功能應(yīng)用。

1 中央空調(diào)集中控制嵌入式技術(shù)軟件設(shè)計(jì)

中央空調(diào)集中控制嵌入式技術(shù)中，軟件設(shè)計(jì)的架構(gòu)，包含4個(gè)部分，分別是：（1）功能層，嵌入式中央空調(diào)的智能控制器，負(fù)責(zé)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)及控制；（2）軟件層，包括文件系統(tǒng)、圖形用戶(hù)接口、任務(wù)管理，可以概括為嵌入式Linux操作系統(tǒng)；（3）中間層，硬件抽象層與板極支持包；（4）硬件層，在嵌入式微處理器上，融入轉(zhuǎn)化、USB等軟件控制接口。軟件設(shè)計(jì)時(shí)，嵌入式系統(tǒng)要注重引導(dǎo)程序的應(yīng)用，在中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)中，引導(dǎo)并定位好軟件及功能位置，尤其是用戶(hù)的應(yīng)用程序中，嵌入式軟件面向用戶(hù)時(shí)，連接好程序及內(nèi)核層，形成用戶(hù)界面，支持用戶(hù)的功能轉(zhuǎn)換。

2 中央空調(diào)集中控制嵌入式技術(shù)硬件設(shè)計(jì)

中央空調(diào)集中控制嵌入式技術(shù)中的硬件設(shè)計(jì)，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。分析如：（1）嵌入式CPU，簡(jiǎn)化集中控制系統(tǒng)中的指令，擴(kuò)充寄存器的功能并實(shí)行優(yōu)化，強(qiáng)調(diào)中央空調(diào)集中控制的指令功能，利用程序編寫(xiě)復(fù)雜的硬件；（2）存儲(chǔ)系統(tǒng)，規(guī)劃好存儲(chǔ)系統(tǒng)的控制器，提高中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)的存儲(chǔ)能力，綜合考慮中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)的功能，設(shè)計(jì)好存儲(chǔ)硬件，常用的有NorFlash、NandFlansh，利用芯片完善空調(diào)的運(yùn)行；（3）輸入輸出接口，輸入與輸出的接口硬件，根據(jù)中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以匹配25個(gè)輸出口，105個(gè)輸入與輸出，促使硬件滿(mǎn)足系統(tǒng)的輸入與輸出要求，控制系統(tǒng)中，要充分考慮信號(hào)的隔離、轉(zhuǎn)換等，保障集中控制系統(tǒng)在中央空調(diào)中的有效性；（4）通訊接口設(shè)計(jì)，其方便了集中控制系統(tǒng)的通訊過(guò)程，促使中央空調(diào)實(shí)行了智能化的項(xiàng)目，其可連接智能傳感器、分布式控制等，完善輔助功能；（5）人機(jī)接口設(shè)計(jì)，具有智能化、自動(dòng)化的功能條件，支持多項(xiàng)外界功能，人機(jī)接口設(shè)計(jì)支持操作系統(tǒng)的功能，在中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)中，能夠靈活的變換操作功能，便于用戶(hù)操作，同時(shí)也能提高中央空調(diào)集中控制的能力和水平。

3 中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)中嵌入式技術(shù)應(yīng)用

嵌入式技術(shù)是中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)發(fā)展的主流區(qū)域，結(jié)合中央空調(diào)集中控制運(yùn)行，分析嵌入式技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用。本文以以嵌入式技術(shù)為例，探討具體的應(yīng)用。

3.1 嵌入式技術(shù)

在中央空調(diào)集中控制的角度上分析，嵌入式技術(shù)起到控制、監(jiān)視和輔助的作用。嵌入式技術(shù)在集中控制上，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，針對(duì)中央空調(diào)的功能，合理調(diào)整相關(guān)的軟件、硬件，促使其可適用于中央空調(diào)的集中控制系統(tǒng)，保證空調(diào)的功耗、性能等方面，均能得到有效的控制。嵌入式技術(shù)配合軟件與硬件，全面控制著集中控制系統(tǒng)的編程程序于運(yùn)作，存儲(chǔ)好數(shù)據(jù)，控制中央空調(diào)的運(yùn)行。

3.2 微處理器

微處理器是嵌入式技術(shù)的核心，直接控制中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)。微處理器在嵌入式技術(shù)中，可以在實(shí)時(shí)的狀態(tài)下，完成多個(gè)任務(wù)，期間中斷的時(shí)間非常短，而且具有高效的存儲(chǔ)管理功能，保護(hù)好中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)的存儲(chǔ)區(qū)，防止用戶(hù)破壞了系統(tǒng)區(qū)，以便通過(guò)嵌入式系統(tǒng)微處理器的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)功能的調(diào)配。微處理器還未集中控制系統(tǒng)提供了可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，如果在中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)中，微處理器自帶的存儲(chǔ)器不足，就可以利用接口拓寬存儲(chǔ)區(qū)域。嵌入式技術(shù)中的微處理器，功能消耗很低，最主要的是其可按照中央空調(diào)的功能需求，寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的功能，例如：中央空調(diào)的定時(shí)模塊、存儲(chǔ)模塊等，利用嵌入式技術(shù)，完善微處理器的運(yùn)用。

3.3 操作系統(tǒng)

嵌入式技術(shù)在中央空調(diào)集中控制方面，編入了操作系統(tǒng)，而且操作系統(tǒng)是最核心的軟件部分，也可以成為嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)用于管理中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)的資源，提供調(diào)用的接口，而且當(dāng)用戶(hù)編寫(xiě)集中控制命令時(shí)，不需要考慮硬件的性能，嵌入式操作系統(tǒng)就會(huì)提供虛擬的硬件環(huán)境，保證操作系統(tǒng)的可靠性。操作系統(tǒng)在中央空調(diào)集中控制中，可以分為兩個(gè)部分，分別是：（1）前后臺(tái)系統(tǒng)，實(shí)行無(wú)限循環(huán)，后臺(tái)指揮集中控制的程序，而且會(huì)反復(fù)調(diào)用循環(huán)的內(nèi)容，前臺(tái)專(zhuān)門(mén)處理集中控制中斷時(shí)的異常事件；（2）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，是指在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成中央空調(diào)集中控制的操作，響應(yīng)異步事件，確保集中控制系統(tǒng)的操作時(shí)間足夠短。

3.4 外圍接口

中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)中的嵌入式技術(shù)，外圍接口分為通信接口、輸入輸出接口、擴(kuò)展接口以及電源輔助接口。除此以外，嵌入式技術(shù)中，還包括存儲(chǔ)器的接口，以便寫(xiě)入存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)、程序，根據(jù)中央空調(diào)集中控制的基本需求，將存儲(chǔ)器接口再次分為外存儲(chǔ)器接口與內(nèi)存儲(chǔ)器接口，避免出現(xiàn)存儲(chǔ)不足的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

嵌入式技術(shù)在中央空調(diào)集中控制系統(tǒng)中得到了充分的應(yīng)用，在數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)控制以及實(shí)時(shí)運(yùn)用等方面，表現(xiàn)出了較大的性能，全面的控制中央空調(diào)的運(yùn)行。集中控制系統(tǒng)內(nèi)，嵌入式技術(shù)參與了整體的設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮軟件與硬件的相互配合，推進(jìn)了中央空調(diào)的發(fā)展，注重集中控制系統(tǒng)的嵌入式改進(jìn)，優(yōu)化中央空調(diào)的運(yùn)行環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]劉玉建.中央空調(diào)嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].山東大學(xué)，2012.

[2]趙玉秋.中央空調(diào)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制單元設(shè)計(jì)[D].東北大學(xué)，2005.

（作者單位：廣東美的暖通設(shè)備有限公司）