基于WLAN與單神經(jīng)元自適應的空調系統設計
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1 空調系統控制原理
控制原理：通過(guò)新、回風(fēng)道內設置的溫濕度傳感器分別檢測新風(fēng)、回風(fēng)的溫濕度，經(jīng)過(guò)單元控制器的計算比較，確定系統空氣處理機的運行工況，并輸出相應的信號控制新／回風(fēng)及排風(fēng)風(fēng)閥的開(kāi)度比例，并調節新回風(fēng)混合比，達到節能的目的。在風(fēng)道內設有防凍開(kāi)關(guān)，當風(fēng)溫低于設定溫度時(shí)，切斷風(fēng)機電路停止風(fēng)機運行，并通過(guò)與新風(fēng)入口風(fēng)閥執行器的連鎖，關(guān)閉新風(fēng)閥。同時(shí)由現場(chǎng)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(wèn)題。
2 硬件設計
本系統包括3大部分：主機(含數據庫)，現場(chǎng)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場(chǎng)控制器及其外圍電路設計兩部分。WLAN控制模塊是該系統的核心部分，負責主機與控制器之間信息的傳輸。系統結構如圖1所示。
現場(chǎng)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值將定期發(fā)送到無(wú)線(xiàn)控制模塊交主控機處理?？刂破鞑捎肞ID等算法對空調末端組各種閥門(mén)進(jìn)行控制，并負責各采樣點(diǎn)的溫濕度采樣值的顯示與上傳。
現場(chǎng)控制器的設計主要包括：AT89S52單片機、輸入、輸出電路，4x4點(diǎn)陣鍵盤(pán)電路，存儲器擴展電路，字符液晶或數碼管顯示電路，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：系統中采用ADAM4550無(wú)線(xiàn)調制解調模塊作為中間數據采集器，ADAM-4550是一款新型直序擴頻無(wú)線(xiàn)調制解調器。它在2．4 GHz ISM頻段上工作，無(wú)須申請執照。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。調制解調器具有100 mW的輸出功率。使用其背面的拉桿天線(xiàn)時(shí)，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(xiàn)時(shí)，它的通訊范圍有可能超過(guò)20km(開(kāi)闊空間)。
3 軟件設計
根據系統功能要求，軟件設計分為兩部分：
現場(chǎng)控制器的軟件設計主要由數據采集程序、初始化程序、算法控制運算程序、參數發(fā)送及顯示程序、故障診斷報警程序等組成。軟件功能為實(shí)時(shí)采集溫濕度、設備報警、風(fēng)機的工作狀態(tài)等模擬、數字信號，根據控制算法通過(guò)控制新回風(fēng)閥及冷熱水的開(kāi)度大小進(jìn)行溫濕度的控制。
主機控制軟件包括數據庫(用DELPHI編程)，溫濕度查詢(xún)、接收火盜警信號，然后進(jìn)行相應處理后給下位機即現場(chǎng)控制器發(fā)出指令，并對數據進(jìn)行存檔和歸表以便查詢(xún)調用。
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(luò )的基本單位，具有自學(xué)習和自適應能力，而且結構簡(jiǎn)單，易于計算。傳統的PID調節器也具有結構簡(jiǎn)單，調整方便和參數整定與工程指標聯(lián)系密切等特點(diǎn)。將兩者結合，可以在一定程度上解決傳統PID調節器對一些參數時(shí)變系統進(jìn)行有效控制的不足。
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