中央空調集中控制系統中的嵌入式技術探討

張三杰

摘 要：嵌入式技術是IT行業中的重點，具有高性能、可靠性的特點。近幾年，嵌入式技術全面應用到中央空調的集中控制系統內，目的是確保中央空調具備高效的控制能力，一方面提高中央空調的控制水平，另一方面降低空調運行時的能源消耗。本文主要探討嵌入式技術在中央空調集中控制系統中的相關應用。

關鍵詞：中央空調；集中控制系統；嵌入式技術

中央空調的集中控制系統，是一項重要的部分，傳統的空調運行中，采用的是接觸器與繼電器的方法，人工操作參與完成，增加了空調集中控制的負擔，現行中央空調的發展過程中，利用嵌入式的技術，簡化集中控制的系統，適當的控制好嵌入式技術的軟件與硬件，促使中央空調的集中控制系統保持穩定的運行狀態，完善集中控制中的功能應用。

1 中央空調集中控制嵌入式技術軟件設計

中央空調集中控制嵌入式技術中，軟件設計的架構，包含4個部分，分別是：（1）功能層，嵌入式中央空調的智能控制器，負責應用程序的開發及控制；（2）軟件層，包括文件系統、圖形用戶接口、任務管理，可以概括為嵌入式Linux操作系統；（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，融入轉化、USB等軟件控制接口。軟件設計時，嵌入式系統要注重引導程序的應用，在中央空調集中控制系統中，引導并定位好軟件及功能位置，尤其是用戶的應用程序中，嵌入式軟件面向用戶時，連接好程序及內核層，形成用戶界面，支持用戶的功能轉換。

2 中央空調集中控制嵌入式技術硬件設計

中央空調集中控制嵌入式技術中的硬件設計，體現在以下幾個方面。分析如：（1）嵌入式CPU，簡化集中控制系統中的指令，擴充寄存器的功能并實行優化，強調中央空調集中控制的指令功能，利用程序編寫復雜的硬件；（2）存儲系統，規劃好存儲系統的控制器，提高中央空調集中控制系統的存儲能力，綜合考慮中央空調集中控制系統的功能，設計好存儲硬件，常用的有NorFlash、NandFlansh，利用芯片完善空調的運行；（3）輸入輸出接口，輸入與輸出的接口硬件，根據中央空調集中控制系統設計，可以匹配25個輸出口，105個輸入與輸出，促使硬件滿足系統的輸入與輸出要求，控制系統中，要充分考慮信號的隔離、轉換等，保障集中控制系統在中央空調中的有效性；（4）通訊接口設計，其方便了集中控制系統的通訊過程，促使中央空調實行了智能化的項目，其可連接智能傳感器、分布式控制等，完善輔助功能；（5）人機接口設計，具有智能化、自動化的功能條件，支持多項外界功能，人機接口設計支持操作系統的功能，在中央空調集中控制系統中，能夠靈活的變換操作功能，便于用戶操作，同時也能提高中央空調集中控制的能力和水平。

3 中央空調集中控制系統中嵌入式技術應用

嵌入式技術是中央空調集中控制系統發展的主流區域，結合中央空調集中控制運行，分析嵌入式技術的實際運用。本文以以嵌入式技術為例，探討具體的應用。

3.1 嵌入式技術

在中央空調集中控制的角度上分析，嵌入式技術起到控制、監視和輔助的作用。嵌入式技術在集中控制上，利用計算機系統，針對中央空調的功能，合理調整相關的軟件、硬件，促使其可適用于中央空調的集中控制系統，保證空調的功耗、性能等方面，均能得到有效的控制。嵌入式技術配合軟件與硬件，全面控制著集中控制系統的編程程序于運作，存儲好數據，控制中央空調的運行。

3.2 微處理器

微處理器是嵌入式技術的核心，直接控制中央空調集中控制系統。微處理器在嵌入式技術中，可以在實時的狀態下，完成多個任務，期間中斷的時間非常短，而且具有高效的存儲管理功能，保護好中央空調集中控制系統的存儲區，防止用戶破壞了系統區，以便通過嵌入式系統微處理器的調整，實現功能的調配。微處理器還未集中控制系統提供了可擴展的處理器結構，如果在中央空調集中控制系統中，微處理器自帶的存儲器不足，就可以利用接口拓寬存儲區域。嵌入式技術中的微處理器，功能消耗很低，最主要的是其可按照中央空調的功能需求，寫入對應的功能，例如：中央空調的定時模塊、存儲模塊等，利用嵌入式技術，完善微處理器的運用。

3.3 操作系統

嵌入式技術在中央空調集中控制方面，編入了操作系統，而且操作系統是最核心的軟件部分，也可以成為嵌入式操作系統。嵌入式操作系統用于管理中央空調集中控制系統的資源，提供調用的接口，而且當用戶編寫集中控制命令時，不需要考慮硬件的性能，嵌入式操作系統就會提供虛擬的硬件環境，保證操作系統的可靠性。操作系統在中央空調集中控制中，可以分為兩個部分，分別是：（1）前后臺系統，實行無限循環，后臺指揮集中控制的程序，而且會反復調用循環的內容，前臺專門處理集中控制中斷時的異常事件；（2）實時操作系統，是指在規定的時間內，完成中央空調集中控制的操作，響應異步事件，確保集中控制系統的操作時間足夠短。

3.4 外圍接口

中央空調集中控制系統中的嵌入式技術，外圍接口分為通信接口、輸入輸出接口、擴展接口以及電源輔助接口。除此以外，嵌入式技術中，還包括存儲器的接口，以便寫入存儲器的數據、程序，根據中央空調集中控制的基本需求，將存儲器接口再次分為外存儲器接口與內存儲器接口，避免出現存儲不足的問題。

4 結語

嵌入式技術在中央空調集中控制系統中得到了充分的應用，在數據處理、聯網控制以及實時運用等方面，表現出了較大的性能，全面的控制中央空調的運行。集中控制系統內，嵌入式技術參與了整體的設計，充分發揮軟件與硬件的相互配合，推進了中央空調的發展，注重集中控制系統的嵌入式改進，優化中央空調的運行環境。

參考文獻

[1]劉玉建.中央空調嵌入式監控系統設計[D].山東大學，2012.

[2]趙玉秋.中央空調控制系統現場控制單元設計[D].東北大學，2005.

（作者單位：廣東美的暖通設備有限公司）