研发单位：上海新源变频电器股份有限公司

主要亮点：本项目在控制类嵌入式系统中具有典型代表性，控制相对复杂，控制部件多，任务多关系多，有实时要求以及外机上位机的交互，对其它控制应用有很好的借鉴价值。本项目研制面向变频家电的控制系统开发平台并基于平台开发新一代变频控制产品，以增强产品功能、提高质量、减低维护成本，直接推动我国变频家电的普及使用，促进节能环保。

面向变频家电控制的嵌入式系统研究与开发

项目介绍

主要功能

•  实时上位机功能控制

　主要实现上位机类似遥控器对空调的功能操作以及对风速、压缩机、外风机和四通阀等的单独控制，以利于用户使用和维修人员现场维修诊断。

•  实时状态监控

  上位机除了对空调进行远程控制外，还要对其运行状态的各参数进行实时监控

•  获取系统控制信息

上位机通过与空调通信获取一些系统参数，对于维修、维护、故障预判都是必要的。具体需获取的系统信息包括：室内机软件版本、压机型号、关键性能控制参数。

•  修改控制参数

  上位机可对系统控制参数进行修改，以满足用户的多样化需求。可将修改范围细化到诸如风速点、温度保护点、动作判定温度点、风摆角度等，并具有恢复出厂设置的功能。

•  历史数据趋势记录

针对实时状态监控中所有参数要进行历史数据的备份，最长备份时间不小于 24 小时， 能对参数的历史数据进行图形化表示，采样时间也可以设定。

•  远程故障智能诊断

上位机通过与室内机的通信对室内机的运行状态进行监测，对空调的故障和保护状态进行报警或显示，同时上位机与室内机间的通信故障亦要作出判定。

•  个性化设置

个性化设置分功能性设置和性能设置两部分。个性化配置不仅包括用户可根据其喜好和舒适要求调整家电的运行模式，也包括厂家根据使用环境不同而做出不同的设备优化运行定置，如不同地区的空调除霜方式、不同用户对变频超载能力（即舒适感）和设备寿命的取舍。这使得厂家可以将个性化留在产品购买后安装阶段，从而可以较快将产品推向市场。

  •  软件升级更新 :

　在线更新通过设备网络接口传送过来的代码，并烧写入 FLASH 或 EEPROM 中，从而达到更新驱动程序、修正软件缺陷、实现功能扩展等。

产品作用及亮点

1. 第一代产品

通过改造原控制软件提高了软件质量：

将控制程序从（多种）汇编语言改造为 C 语言程序；增强了模块性和可维护性；用变频开发工具改善了设计文档的自动创建和维护、软件模块的复用、知识资产的维护；通过变频家电控制系统开发平台的建设利用使产品交付一次合格率提升 ( 从 92% 到 98%) 。

2. 第二代空调变频控制系统的研发

第二代空调变频控制系统以基于 ARM7-TDMI 的主控板为控制系统核心，它负责控制空调各部件，同时通过 RS232/485 与上位机控制软件进行交互，从而实现系统状态监测与控制、个性化设置、软件升级更新等新功能。

完成基于 ARM7 （ LPC2210 ）微控制器和 Reworks 操作系统的试样，从无 OS 变频控制系统到有 RTOS 的变频控制系统，获得功能提升和产品个性化的空间；建立了第二控制系统的原型机和仿真、测试环境，为进一步完善和产品化改进奠定了基础。

覆盖第一代产品的功能，包括遥控、 PG 电机控制、风摆电机控制、温度采样、蜂鸣器控制、外机通信等。

在内外增加了故障诊断及反馈、个性化设置、软件升级更新等新功能。

研制了配套的上位机控制和维护软件，可以通过 PC 机对空调设备进行故障诊断、数据采集控制、设置变频控制参数以及下载更新控制程序代码；可以帮助降低维护成本、提高维护服务质量。

第二代空调变频控制系统在控制类嵌入式系统中具有典型代表性 , 其控制逻辑相对较复杂，控制部件多、任务多、任务之间的关系复杂、有实时要求以及要同时与室外机和上位机进行通信交互等。 Reworks 在本项目中的成功移植应用对其它控制应用有很好的借鉴价值，可以说，本项目为自主版权操作系统向量大面广的控制类应用领域的适配和延伸提供了典型应用样例。

3. 变频家电控制系统开发平台

整合自制软件工具和第三方软件工具构成变频控制系统开发平台，包括：应用组件库（自主研发），管理和存储目标系统有关的各种功能模块；变频控制软件快速开发工具（自主研发），配置和复用组件并生成目标控制软件的代码框架；交叉编译、连接、仿真调试、下载等支持工具（第三方，与目标系统的处理器体系结构有关），生成可运行于目标系统的二进制代码及调试和目标系统。

支持 ARM 处理器和自主版权操作系统（通过组件）；

变频家电控制系统开发平台以组件为单位，以变频控制软件快速开发工具为中心；支持基于组件的开发过程；

支持控制功能组件的管理、复用、变更，通过配置帮助生成目标控制系统的源代码或代码骨架，加快定制出控制软件，提高开发效率；

具有变频控制应用组件库，通过对现有控制软件进行模块化、组件化的整理和再工程，研制了变频控制组件、通信组件、更新组件等这些面向应用领域的组件，在平台的支撑下可以复用组件、加快新系统开发周期；有效管理和维护公司的知识产权；

帮助生成控制软件的文档，可将模块或组件信息及函数调用信息以符合公司要求的格式规范自动填入，以提高控制软件的可维护性；

仿真测试环境。

在 863 孵化基地建立真实负载的实验环。

应用前景与效益

通过本项目对整个软件设计开发环境的整合和提升，在控制软件的复用性、可维护性上得到改善，从而使公司年变频控制类产品开发效率和产品设计质量（代码质量）得到提高，基本解决了以往由于开发时间过长不能满足客户要求造成项目终止情况，产品交付率提高和故障率下降，其中变频家电控制系统开发平台的建设利用使产品交付一次合格率大大提升（从 92% 提高到 98% ），开发效率提高约 30% ，售后成本降低 60% ；

经过本项目改造的第一代空调变频控制器产品，包括室内外控制软件的组件化改造和硬件上驱动控制技术的优化，已广泛应用于国内外和台湾的多家客户的空调机上， 2006 年销售量达三万套，分别销往欧洲、澳洲和北美等国家和地区，成为公司经济增长的新亮点。另外，已签订待履行销售合同和达成合作意向的变频控制产品有六万套。通过变频控制器直接带动空调业产值近 4 亿元；

基于 ARM7 和 Reworks 的第二代变频空调控制系统试样的成功研制，验证了所采用的技术方案的先进性和可行性，在产品功能、个性化上具有更大的施展空间，公司将对第二代系统进行严格的测试和评估，重点检验其可靠性，这将是一个新的有竞争潜力的产品发展方向。

本项目在控制类嵌入式系统中具有典型代表性，控制相对复杂：控制部件多、任务多关系多、有实时要求以及外机上位机的交互等，对其它控制应用有很好的借鉴价值。

所以本项目为自主版权操作系统向量大面广的控制类应用领域的适配和延伸提供了典型应用例 。