TCL德龙家用电器（中山）有限公司 广东中山 528427
摘要：在弱电智能化市场发展壮大的时代背景下，本文以家用分体式空调器为例，分析了这类空调器的主要结构及工作规律，并在研究了空调产业所处的环境之后，对一款可以用手机软件控制的智能化系统的设计进行了简单介绍。
关键词：智能化系统；家用分体式空调；工作规律
前言
据国家统计局公布的数据表明，2019年我国人均国内生产总值为70892元，按年平均汇率折算为10276美元，突破了1万美元的大关；全国居民人均可支配收入为30733元，实际增长5.8%。而且，随着我国工业化生产水平的逐步提高，空调器的价格已变得很亲民。因此，空调器已在居民家中变得很常见。但空调器是高能耗的电器，其在给人们带来舒适的同时也极大地增加了能源的消耗量，而提高空调器系统的控制智能化及设计水平，有利于减少能源的浪费、提高能源的利用率，从而有助于能源的可持续发展及人与自然的和谐相处。
1.家用分体式空调器的主要结构以及制冷工作规律
1.1安装在室内的部分
安装在室内的部分称为内机，其组成结构有：过滤网、壳体、电器组件、电动机、风叶和换热器等。其中电动机和风叶组成的风机的作用是循环空气，同时将换热器的冷量或者热量带到室内；换热器的主要作用则是吸收室内的热量及水分或者冷量，并在流动的制冷剂作用下传递到室外释放。
1.2安装在室外的部分
安装在室外的部分称为外机，其组成结构有：压缩机、管路、换向阀、换热器、电动机、风叶、主板等控制器件和节流装置等结构。压缩机是空调器的“心脏”，给制冷系统提供动力，不断地将电能转化成机械能，推动制冷剂的流动，同时将蒸发器中流出的低温低压气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂；该部分的电动机和风叶组成的风机的作用是将换热器的热量或者冷量释放到室外，而换热器的作用则是吸收室外的冷量或者热量，通过流动的制冷剂传递到室内；主板等控制器件则是控制空调器运行的。此外，室外机还有分别与液管和气管连接的两个截止阀，可通过调节两个阀门的开闭程度来进行空调的维护和检修。
1.3制冷工作规律
内机和外机相对独立，在结构上靠一粗一细的两根铜管连起，这两根铜管分别称为液管和气管。在空调系统的压缩机内，低温低压气态的制冷剂经过压缩机处理，转换成高温高压气态的制冷剂；然后高温高压的气态制冷剂进入冷凝器，在冷凝器里气态的制冷剂被冷却成为高温高压的液态，这个过程为散热过程；高温高压的液态制冷剂经过节流装置（一般为毛细管）的节流降压后，成为低温低压的液体；低温低压的液态制冷剂经过截止阀、液管进入蒸发器，在蒸发器里液态制冷剂吸收热量转换成低温低压的气态，此过程为吸热过程，空调就是由此实现制冷功能；低温低压气态的制冷剂再经过气管、截止阀回到压缩机。此循环过程称为制冷循环，也即为普通家用分体式空调的整个制冷工作流程和规律。
2.空调智能化系统的设计流程
2.1空调设计环境的确定
首先是空调的发展环境。在十九世纪以前，电力还未被广泛使用，在这个时期使用的空调基本上都是依靠气体作动力运行的。而在十九世纪之后，电力逐渐被大力开发和应用，这才开始有了依靠电能运转的空调系统。1902年，美国的威利斯.开利博士发明了世界上公认的第一套科学空调系统，此后空调获得了长足发展。如今不仅空调的质量水平越来越高，空调的技术水平也有了很大的提升，但空调的使用者对于空调的智能化也有了更高的要求。空调发展到今天，它不但带给了我们舒适的生活，而且推动了国民经济水平的提高和科学技术研究的进步。设计空调的根本目的是通过对空气的温度、湿度、流动速度及洁净度的调节实现人体的舒适。
随着越来越多人购买和使用空调，也随着我国对于弱电智能化系统研究的深入，本文设计了一款可以通过手机软件远程控制的家用分体式空调，希望在满足生产商收益的基础上，能够给用户带来更多的便利，拓宽空调的销售市场。
其次是空调的使用环境。本设计中的空调类型是家用分体式空调，这类空调的使用场所一般是普通楼房。因此，在进行该空调的设计之前，需要对房内的温度、湿度、通风条件及无线网络信号接收等情况进行初步的了解和测算，然后通过分析测算后的数据选择适当制冷量的空调以及空调初步安装的位置；同时考虑到空调的安全性，还应该考虑空调安装环境内的墙体和地面的承载力（如果是壁挂式的空调，需要了解墙面的承载力；而如果是立体式空调，则应该了解地面承载力的大小）。如果能够在设计家用分体式空调时提前了解和考虑这些环境条件，不仅可以使空调的设计更符合用户的使用习惯，提高用户的体验感，同时可减少空调掉落事故的发生以及因此而产生的损害或者引起电路失火等危险事故的发生，还有利于推动空调节能化的发展。
2.2硬件系统的设计
硬件系统主要包括温度感应、无线网络、控制系统三部分。
首先是温度感应部分，此部分使用的温度传感器的型号是DS18B20，它在空调中较为常用，是把数字作为信号来感应传输温度的大小与变化的，用数字作信号时传感器的精密度会更高，并且此种传感器安装在空调内不会占用很大的空间，制造成本低，安装工艺比较简单，还不容易受到温度以外的其它环境因素的影响。
其次是无线网络部分，本设计要实现空调温度的智能化控制，不但需要利用现代化的网络技术，而且要能够同时把空调和手机软件联系起来，以实现对空调温度的远程调控。在本次空调智能化系统的设计中使用的无线收发芯片型号为MH1803，这类芯片可用于稍低端一些的家用电器，接收信号最远距离为800米，接收信号的频率适中，并且此款芯片的生产成本和销售价格都比较低，适合在本设计中使用。
最后是控制系统，控制系统主要有接收和处理手机终端通过无线网络发出的指令和数字温度传感器发出的信号以及决定空调的开启或关闭等功能。本设计使用单片机的指挥和控制模式，选用C8051F340型号的单片机，此单片机反应速度更快，智能化程度更高。
硬件系统工作的完整流程是手机软件利用无线网络系统发送温度调节命令，而无线网络系统会把手机端的命令转化为数据信息再传输给控制系统，与此同时数字温度传感器也会把温度信息传递到控制系统内部，这时控制系统会通过内部的单片机的运转工作完成对于空调各种功能的最终操控。
2.3软件系统的设计
针对智能空调软件部分的设计主要是一些程度的编写和设计。首先是由硬件系统内的单片机在触发串口中断时的程序的编写。其次硬件系统内的控制系统的程序的设计编写，最后是手机软件程序的编写。编写手机软件的程序之前，首先要对市场上的手机用户进行调研，调查用户使用的系统类型，例如苹果系统、安卓系统，要根据不同的系统类型和用户使用手机软件的普遍习惯进行研究设计。本设计考虑大多数空调用户使用的是安卓手机，选择了较为实用的Java语言实施编程，此编程语言操作的技术难度低，易于使用，并且功能较为全面，是手机软件开发的首选；同时选用了Eclipese+ADT系统进行手机软件程序的整体设计编写，此软件设计系统适用于安卓手机软件的研发。
3.结语
本家用分体式空调的智能化系统设计满足了人们对空调使用更加便利的要求，但却对空调维修和网络信号等方面有了更高的要求，由此，我们仍需要不断地对空调系统的设计进行研究，对空调的智能化作出更多创新，引导弱电智能化系统的研发领域走得更远更好。
参考文献：
[1]耿佳盈.海尔壁挂式空调设计[D].昆明理工大学,2017.
[2]张卫卫.浅析家用空调的发展趋势[J].山东工业技术,2018(06):183.
[3]黄翔.空调工程[M].机械出版社,2013.