摘要:近年来，随着我国经济的快速发展，人们生活水平也不断提高，空调已成为人们生活中的必需品，在中央空调的广泛运用下，传统的现场控制方法遇到了许多难题。基于自动控制基础上的远程调控方法，不仅仅可以实现操作人员与中央空调在空间上的分离、时间上的同步，而且可以大大提高对中央空调管理的效率。鉴于此，本文对基于远程监控的中央空调测控系统进行了分析，旨在为更多相关行业人士提供帮助。
关键词：物联网;中央空调;远程监控;系统设计
引言
随着计算机技术的快速发展,远程监控系统越来越受到关注,所谓远程监控,是指管理人员在异地通过计算机网络将设备接入网络,联通需被控制的智能设备,将被控设备的主要监控参数显示到自己的计算机上,通过本地计算机对远方被测设备进行配置、软件安装程序、修改等工作。
1物联网的概述
物联网、云计算、４Ｇ移动通信网和远程监控等技术的蓬勃发展，正深刻地影响着中央空调产业的工业化与信息化的两化融合和转型升级。物联网是物物相连的互联网，是未来互联网的重要组成部分。远程监控系统主要用于实现远程现场设备的数据采集、处理、实时监控等功能。随着信息技术和计算机自动控制技术水平的不断提高和智能楼宇的出现，为实现管理人员与中央空调机组的空间分割与时间同步，同时，降低管理费用和空调能耗，越来越多的项目要求中央空调设备具备远程监控功能。
2监控界面及功能
2.1登录界面
监控中心设置了不同等级的用户，且每级用户在登入时都需要填入用户名和用户密码，只有通过认证时才能进入监控界面，否则将不被允许进入监控系统或者需要在管理员解锁后才能登陆。
2.2监控机组界面
此界面提供了监控机组的位置、编号、终端地址等基本信息，使操作人员可以随时了解到各监控设备的运行状态。
2.3查询界面
包括了故障查询界面和历史运行数据查询界面，其中，故障查询界面可以为用户提供所有的故障信息，历史运行数据查询界面则可以为用户提供之前在正常运行状态时的所有信息记录。
2.4参数设置界面
由于参数设置分为普通参数和高级参数两类，因此参数设置的界面也分为运行参数设置和高级参数设置，其目的在于能够帮助用户实现远程控制空调机组的运行状态。
3系统软件设计
3.1ＰＬＣ控制器主程序设计
本系统的ＰＬＣ控制器主程序采用不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。ＰＬＣ控制器的ＣＰＵ从第一条指令执行开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。这种工作方式是在系统程序的控制下顺序扫描各个输入点的状态，进行运算处理，然后顺序向各输出点发出相应的控制信号。ＰＬＣ控制器主程序的工作流程（图1）为：首先ＰＬＣ和触摸屏上电，进行系统的初始化，然后进入循环扫描的主工作流程，一直反复进行循环扫描工作，直至系统掉电或关机退出运行。循环扫描的主工作流程包括数据显示子模块、参数设置子模块、启停控制子模块、当前报警子模块、运行记录子模块、水温曲线子模块和远程监控子模块，并且这些子模块采用同时并行的工作模式。ＰＬＣ控制器的远程监控子模块负责完成与ＤＢ－ＢＯＸ物联网数据传输单元的数据传输及通信控制。如图2所示，ＰＬＣ控制器的远程通讯接口的通讯模式需要设置为远程Ｍｏｄｂｕｓ模式，通讯地址、通讯波特率、通讯校验方式以及延时设定，根据现场实际情况进行相应的设置即可。
图1ＰＬＣ控制器主程序流程图
图2ＰＬＣ控制器的远程通讯接口的通讯模式
3.2软件架构
基于物联网的中央空调远程监控系统实现了对中央空调设备的远程自动化控制和集中管理，主要功能包括：实时监控、故障报警、运行报表、数据曲线、设备管理和权限管理等。该系统的软件架构设计为５层，主要包括数据采集层、业务处理层和功能展现层，实现了系统的数据持久化存储、业务逻辑处理和界面渲染展示。数据采集层：完成对ＤＢ－ＢＯＸ物联网数据传输单元的接入和数据传输的处理。首先，由ＤＢ－ＢＯＸ物联网数据传输单元完成对空调机组ＰＬＣ控制器和各种智能设备的数据采集；然后，由监控中心数据库服务器程序完成对ＤＢ－ＢＯＸ物联网数据传输单元的数据采集。数据采集时，为减小数据流量，可以每次只上传变化的数据，无变化的数据（位于死区内的数据，由用户设置）可以不上送，以降低数据传输量，节约网络流量，并提高数据传送效率。业务处理层：完成采集数据的分析计算，并完成数据库存储。功能展现层：利用监控中心的计算机ＩＥ浏览器或手机ＡＰＰ客户端，查询中央空调的实时运行状况、采集数据和日志报表等。
3.3监控中心ＳＣＡＤＡ程序设计
该远程监控系统监控中心ＳＣＡＤＡ软件基于Ｂ／Ｓ架构开发，采用开源ＬＡＭＰ组合工具，主要有：Ｌｉｎｕｘ计算机操作系统、ＡｐａｃｈｅＨＴＴＰＷｅｂ服务器、ＭＹＳＱＬ关系型数据库和ＰＨＰ脚本编程语言。Ｗｅｂ页面综合采用ＣＳＳ层叠样式表、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ脚本语言、Ｊｑｕｅｒｙ框架等技术，并采用ＡＪＡＸ技术实现网页异步更新提升网页响应速度，保证数据显示的实时性。ＳＣＡＤＡ软件主程序采用ＰＨＰ脚本语言和ＭＹＳＱＬ数据库设计开发，程序框架遵循ＣｏｄｅＩｇｎｉｔｅｒ架构理念拓展实现，具有清晰的模型（Ｍｏｄｅｌ）—视图（Ｖｉｅｗ）—控制器（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）的ＭＶＣ三层架构。进入主工作循环后，监控中心的ＳＣＡＤＡ软件作为上位机主要完成对ＤＢ－ＢＯＸ物联网数据传输单元下位机的数据采集和控制指令下发。监控中心的ＳＣＡＤＡ软件作为服务器，在ＴＣＰ协议的３５０００网络端口和３５００２网络端口监听，并等待被ＤＢ－ＢＯＸ物联网数据传输单元连接。ＤＢ－ＢＯＸ物联网数据传输单元与监控中心前置机和服务器的网络连接建立以后（网络端口套接字有效），在两个网络端口套接字上均可进行双向的数据传输通信。其中，３５０００网络端口用于采集数据的收发，３５００２网络端口用于控制指令的传送。数据帧的起始符为两个０Ｘ７Ｅ，并采用ＣＲＣ循环冗余校验保证数据传输的完整正确。图５是ＤＢ－ＢＯＸ物联网数据传输单元与监控中心连接及数据帧格式示意图。图６是监控中心ＳＣＡＤＡ软件的运行界面。
结语
目前，随着中央空调在人们生活和生产中的广泛使用，其测控系统越来越为人们所重视了起来。基于远程监控的中央空调测控系统，不仅仅可以为人们提供更加简便、高质量的服务，而且能够提高监控人员在工作时的效率。本文在论述中从功能需求和监控内容需求两方面对系统展开了分析，并在VISUALC#编程语言和SQLSERVER下完成了对监控中心软件和数据库的设计。
参考文献:
[1]薛小平，王骞，张芳．物联网核心技术及应用演进[J]．计算机应用，2015,33(10):2701-2706.
[2]王丽萍．基于远程监控的中央空调测控系统的研究[D]．杭州电子科技大学，2015，12．
[3]石磊．基于GPＲS的中央空调远程监控系统设计[J]．微型电脑应用，2016，01．
[4]张瑞卿．基于Android手机客户端的中央空调远程数据监控系统研究[D]．厦门大学，2016，05．
[5]王晏平．智能建筑中空调系统远程监控的设计与实现[J]．制冷与空调，2016,5(1):37-40.
论文作者:施长清
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：中央空调论文; 数据传输论文; 界面论文; 数据论文; 控制器论文; 远程监控论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第27期论文;