建筑设备中央空调控制系统设计与

应用

   摘 要：本文采用 STC 系列增强型单片机对中央空调系统进行硬件和软件设计。硬件部分
以

STC11F08XE 为控制主体，温湿度传感器、调节阀和各类电机为外部设备，完成中央空

调的对楼宇内部的温湿度控制。软件部分由

Protel99SE 软件进行相关原理图绘制，单片机开

发工具

Keil uvision4 和 STC-ISP 对 STC 单片机完成程序编写烧录，实现中央空调的温湿度

控制和

PID 参数优化。 

　　关键词：中央空调；

STC11F08XE；PID 参数优化；红外线控制 

\　　在智能建筑高速发展的今天，中央空调是成为楼宇自动化系统的主要监控对象之一。
由于中央空调系统庞大，反应速度较慢，滞后较为严重，致使其每年的耗电量约占建筑物
总用电量的

50%～60%左右[1]。目前中央空调系统应用越来越广泛，几乎所有大型新建建筑

都设有中央空调系统，其发展也越来越往节能、健康方向过度。如何采用先进技术对中央空
调进行控制，使其更好地克服耗电量大，滞后严重已然成为面临的首要问题之一。本文针对
传统单片机片内资源少，性能及工作速度慢的缺陷，采用

STC 系列增强型 8051 单片机对

中央空调进行硬件设计和软件设计。

 

　　

1 中央空调控制系统硬件设计 

　　

1.1 设计原理 

　　中央空调调节室内温湿度是人们获得较舒适的办公环境。当室内人们有需求时，通过红
外线遥控装置对中央空调内部核心

STC 单片机进行指示，单片机通过调节温度传感器、湿

度传感器对新风口、回风口温湿度进行检测，当调节阀收到检测的反馈信号时，会自动调节
其开度大小。此时，新进入的新风将同室内的回风混合，形成混合风。当风管内混合风温度
过高时，电机会带动表冷器对其进行降温处理，冷热水进行

PID 调节。当风管内混合风体湿

度不够时，喷淋泵对其进行加湿，此过程都有变频器参与。当中央空调内混合风温湿度差较
大时，负荷量随之将变大，变频器自动增加水泵转速。反之，减少其转速。变频器的加入使
中央空调的各个泵组和冷却塔风机的运行跟随负荷的变化而同步变化，可以在能够保证负
荷需求的前提下，实现中央空调的的最大节能。经过调节的混合风送达送风口时，温湿度传
感器会再一次进行检测，来确定送入室内风体的温湿度。经过

A/D 转换，将其具体温湿度

值显示在液晶显示屏上供人们确认。中央空调设计原理如图

1 所示。 

　　图

1 中央空调系统图 

　　

1.2 硬件选型 

　　此次设计的硬件选型主要包括微控制器、温度传感器、湿度传感器、调节阀、变频器和风
阀执行器等相关硬件的选型。其硬件选取清单如表

1 所示。 

　　表

 1 中央空调硬件选取清单 

　　序列

 类型 所选硬件 

　　

1 微控制器 STC11F08XE 

　　

2 温度传感器 DS18b20 

　　

3 湿度传感器 SHT11 

　　

4 变频器 MICROMASTER430 

　　

5 调节阀 Danfoss 

　　

6 风阀执行器 GBB161.2E 

　　本次设计选用的微控制器为

STC11F08XE，相比传统的 8051 内核单片机而言，在片内

资源、性能以及工作速度上都有很大的改进，尤其是采用了基于

Flash 的在线系统编程 ISP