基于ARM系统的基站空调节能控制器

北京师范大学成人高等教育2013届本科生毕业论文（设计）

基于ARM系统的基站空调节能控制器

学生姓名：

专业名称：电子信息科学与技术

学号： 2

指导教师：

完成时间： 2013-08-27

摘要

本设计运用STM32F101系列MCU为主控模块、Sensirion 的SHT10数字温湿度传感器、继电器、光耦开关、SIM900A GPRS通讯模块、以及RS232/485通信芯片等元器件，设计了温湿度采集电路、脉冲电表电量采集电路、开关量及模拟量采集电路，RS232/485通信驱动电路、以及GPRS 无线通信电路。解决通信基站内空调的自动启停以及与节能通风机组的联动工作，最终实现了基站节能减排的目的。同时该节能控制器还具有采集脉冲电量表电能数据以及通过GPRS无线通信上传的功能，方便对控制器以及基站能耗情况的集中统一管理。

关键词:基站、 STM32F101 MCU、SHT10数字温湿度传感器、GPRS无线通信、联动控制、节能减排

Based on ARM base station air conditioning energy-saving

controller of the system

Abstract

This design USES STM32F101 series MCU as the master control module, the Sensirion SHT10 digital temperature and humidity sensor, relay, switch of light coupling, SIM900A GPRS communication module, and RS232/485 communication chip components, design of the temperature and humidity acquisition circuit, pulse power meter acquisition circuit, digital and analog acquisition circuit, RS232/485 communication drive circuit, and GPRS wireless communication circuit. Solve the communication base station air automatic start-stop and the joint operation with energy saving ventilation unit, finally realizes the purpose of the base station energy conservation and emissions reduction. At the same time the energy-saving controller also has a pulse electric scale electric energy data and upload through GPRS wireless communication function, convenient to the controller and the base station energy consumption situation of centralized and unified management.

Keywords: Base stations; STM32F101 MCU; SHT10 digital temperature and humidity sensor; GPRS wireless communication; Linkage control; Energy Conservation and Emissions Reduction

目录

前言 (1)

第1章节能控制器的设计规划 (2)

1.1 设计要求 (2)

1.2 设计过程 (3)

第2章节能控制器硬件设计 (5)

2.1 节能控制器MCU (5)

2.2 节能控制器电源电路 (6)

2.3 输入输出采集电路模块 (7)

2.4 串口处理电路模块 (11)

2.5 GPRS无线通信电路模块 (13)

2.6 程序存储及程序下载电路模块 (14)

第3章节能控制器软件设计 (16)

3.1 Keil C 软件概述 (16)

3.2 主程序的基本结构 (16)

3.3 GPRS/SMS数据处理流程 (17)

3.4 与智能设备间的通信流程 (18)

第4章结论...................................... 错误!未定义书签。参考文献. (21)

附录 (22)

1.主程序(节选) (22)

2.GPRS/SMS通信程序(节选) (29)

3.串口数据处理流程(节选) (34)

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前言

近年来，随着我国能源消耗日益增加、环境污染问题日益严重，经济社会发展与能源环境的矛盾更加突出。为此，国家提出了节能减排的重大战略。节能减排工作逐渐成为新时期各行各业工作安排的重中之重，电信行业也不例外。同时，由于电信运营行业作为国家重要的基础设施，自身的行业特殊性也决定了必须进行节能减排。

从整个电信运营商移动通信网络设备的能源消耗分布来看，基站设备的能源消耗占到了90%，所以基站节能是移动通信网络节能减排的关键。移动基站的节能不仅仅包括基站主设备的节能，还涉及电源、空调、机房空间等多个方面。而基站空调在整个通信基站的能耗中占到了40-50%以上。在一年当中，随着环境的变化有些季节是无需开启空调进行制冷的，而且通过基站内配置一定风量的通风机组，充分利用凉爽季节提供的天然冷源，完全可以实现制冷和节能的双重目的。如何实现空调在恰当温度环境下的启停，以及与通风机组的联动配合，这就需要一个智能化的控制器自动根据基站内外环境的变化控制空调、通风机组协调工作。

电信运营商的无线基站都是无人值守的，这就需要节能控制器还要具有基于无线通信的接口，保证运行数据上传给机房值班人员的监控中心，以实现远程监控。

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