CN108644978A - 基于物联网的空调控制系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种基于物联网的空调控制系统，涉及物联网技术领域，能够解决现有物联网需要重新架设物联网基站的问题。基于物联网的空调控制系统包括云服务器，与云服务器连接的至少一个通讯基站，每个通讯基站与至少一个数据处理设备连接，数据处理设备与空调控制面板一一对应连接，每个通讯基站搭载在照明设备上，每个通讯基站与对应连接的至少一个数据处理设备、至少一个空调控制面板形成局域网。本发明用于空调控制。
Description
技术领域
本公开涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于物联网的空调控制系统。
背景技术
空调已成为日常生活中必不可少的家电之一，常见的空调包括挂壁式空调、立柜式空调、窗式空调、吊顶式空调等。现有对空调的控制只能使用遥控器对每一台空调机单独进行控制，而且每次必须走到空调机下面进行遥控按钮操作，费时费力。随着物联网技术的发展，实现空调的物联控制已成为急需解决的问题。由于物联网的核心和基础仍然是互联网，为了实现信息交换和通信，需要在室内或室外架设物联网通信基站，目前，在室外多采用自建或租用铁塔安装有线或无线通信基站，在室内如办公楼、写字楼、工厂车间等多采用吸顶安装有线或无线通信基站，但不论是室外还是室内，架设物联网通信基站都存在诸多问题，如通信基站的安装和取电问题，网络覆盖依赖运营商，偏远地区无法保证网络覆盖率；复杂环境下存在信号盲区或信号差的问题；公共网络私密性差，无法保证网络安全；布线繁琐，扩展性差，这些都是物联网技术急需解决的问题。
发明内容
本公开实施例提供一种基于物联网的空调控制系统，能够解决现有物联网需要重新架设物联网基站的问题。所述技术方案如下：
根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于物联网的空调控制系统，包括：
云服务器，与云服务器连接的至少一个通讯基站，每个通讯基站与至少一个数据处理设备连接，数据处理设备与空调控制面板一一对应连接，每个通讯基站搭载在照明设备上，每个通讯基站与对应连接的至少一个数据处理设备、至少一个空调控制面板形成局域网；
数据处理设备用于从空调控制面板中获取空调状态参数，并将空调状态参数发送给通讯基站，通讯基站用于将空调状态参数发送给云服务器，云服务器用于存储和分析空调状态参数。
通过将物联网通讯基站搭建在室内或者室外的照明设备上，利用照明设备的常带电特性和高处悬挂的特点，很容易的解决物联网通信基站的安装和取电问题；同时，自建局域网，形成自有网络的拓扑设计，能够不受到外界环境的干扰影响，为网络安全提供了可靠的保障；另外，鉴于照明设备广泛分布的特性，可优化物联网通信基站的分布，根据实际需求进行任意扩展，降低构建物联网系统的建设成本并提供性能。
在一个实施例中，空调控制系统还包括：终端设备，终端设备与云服务器连接，终端设备用于显示空调状态参数并远程监控空调控制面板。
在一个实施例中，终端设备还用于获取用户的控制操作指令，并将用户的控制操作指令发送给云服务器；
云服务器根据用户的控制操作指令生成状态控制信息，并将状态控制信息发送给通讯基站，状态控制信息中包括空调控制面板的标识和对应的状态控制参数；
通讯基站将状态控制信息发送给数据处理设备，数据处理设备对状态控制信息进行解码后发送给空调控制面板，空调控制面板根据状态控制信息执行相应的操作。
在一个实施例中，空调状态参数包括开关状态、运行状态、运行温度、运行模式、设定温度。
在一个实施例中，通讯基站包括：设备网关模块和设备互联模块；
设备网关模块用于通讯基站与数据处理设备之间的通信；
设备互联模块用于通讯基站之间的通信。
在一个实施例中，通讯基站与云服务器通过有线或无线的方式连接。
在一个实施例中，空调控制面板通过RS485总线或以太网与数据处理设备连接。
在一个实施例中，终端设备包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本公开实施例提供的一种基于物联网的空调控制系统的结构图；
图2是本公开实施例提供的一种基于物联网的空调控制系统的结构图；
图3是本公开实施例提供的一种基于物联网的空调控制系统的结构图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本公开实施例提供一种基于物联网的空调控制系统，如图1所示，该基于物联网的空调控制系统包括：云服务器101、与云服务器101连接的至少一个通讯基站102，每个通讯基站102与至少一个数据处理设备103连接，数据处理设备103与空调控制面板104一一对应连接，每个通讯基站搭载在照明设备上，每个通讯基站102与对应连接的至少一个数据处理设备103、至少一个空调控制面板104形成局域网；
数据处理设备103用于从空调控制面板104中获取空调的状态参数，并将空调的状态参数发送给通讯基站102，通讯基站102用于将空调的状态参数发送给云服务器101，云服务器101用于存储和分析空调的状态参数。
其中，空调状态参数包括开关状态、运行状态、运行温度、运行模式、设定温度；运行状态包括开启、关闭、休眠等，运行模式包括制冷、制热、除湿等。
在本公开的一个实施例中，通讯基站102包括：设备网关模块和设备互联模块，设备网关模块用于通讯基站与数据处理设备之间的通信，通讯设备可以无线的方式与数据处理设备进行通讯，设备网关模块可支持多种无线通信协议，如WIFI、蓝牙、zigbee、LORA等；设备互联模块用于通讯基站之间的通信，该模块可以采用无线通讯(如WIFI、LTE等)为主，有线通讯(光纤、以太网)为辅的方式进行通讯基站间的通讯，实现通讯主干网的建设。通讯基站中的设备网关模块和设备互联模块，保证数据的横向和纵向传输。
根据实际的场景需要，通讯基站102可以搭建在室内或者室外的照明设备上，利用照明设备的常带电特性和高处悬挂的特点，很容易的解决物联网通信基站的安装和取电问题。另外，由于每个通讯基站102和与其连接的至少一个数据处理设备103、至少一个空调控制面板104形成局域网，形成自有网络的拓扑设计，使得任意一处的空调设备都能够快速的接入拓扑网络中，该局域网拓扑结构能够不受到外界环境的干扰影响，为网络安全提供了可靠的保障；同时，鉴于照明设备广泛分布的特性，将通讯基站按需分布，避免了信号盲弱区，也可根据实际需求进行任意扩展，降低构建物联网系统的建设成本并提供性能。
在一个实施例中，如图2所示，该基于物联网的空调控制系统还包括：终端设备105，终端设备105与云服务器101连接，终端设备105用于显示空调状态参数并远程监控空调控制面板104。在本公开实施例中，终端设备105包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、PC等。
根据图2所描述的空调控制系统，终端设备105还用于获取用户的控制操作指令，并将用户的控制操作指令发送给云服务器101；云服务器101根据用户的控制操作指令生成状态控制信息，并将状态控制信息发送给通讯基站102，状态控制信息中包括空调控制面板的标识和对应的状态控制参数；通讯基站102将状态控制信息发送给数据处理设备103，数据处理设备103对状态控制信息进行解码后发送给空调控制面板104，空调控制面板104根据状态控制信息执行相应的操作。
根据图1～图2所描述的基于物联网的空调控制系统，整个空调控制系统的拓扑网络包括三层网络：设备接入网络层、通讯主干网络层、云端网络层。其中，设备接入网络层用于接入空调面板，该层网络由许多的小型无线局域网组成，多采用WiFi、蓝牙、ZigBee、LoRa等无线通信技术；通讯主干网络层用于联结设备接入网络层的各个独立的小型无线局域网，最终实现所有设备的互联互通；通讯主干网络层的数据可通过一个网关设备以无线(WiFi、LTE等)或有线(以太网、光纤等)的方式将数据送到云端网络，通过部署在云端的服务平台，即云服务器，用户可以通过远程的方式实现对现场设备的监控、管理、数据统计、数据分析等。
基于图1～图2所描述的基于物联网的空调控制系统，下面以数据处理设备为数字IO盒子，终端设备包括PC端(即web端)和手机端(即APP端)，通讯基站为搭建在照明设备上的灯联网通信基站为例进行说明。具体的：
空调控制面板：空调控制面板(简称空调面板)为接入设备，通过RS-485总线或网线与数字IO盒子连接，通过Modbus-485/Modbus-TCP/IP协议进行数据交互，包括开关状态、运行状态、设定温度等，按照预先设定的数据格式，进行读取，设定操作。
数字IO盒子：每一个数字IO盒子都有唯一的地址号编码。该设备自身有RS-485接口和WiFi模块，与空调面板通过RS-485总线或网线直接相连，可以按照预先设定的数据格式，读取空调面板的内部寄存器，获取空调状态信息，包括开关状态、运行状态、设定温度等信息，也可以按照预先设定的数据格式，通过写空调面板的内部寄存器，设定开关，制热制冷，温度等状态。数字IO盒子定时将空调状态信息打包上传给灯联网基站，同时将云服务器发送的状态控制信息解码，若解码得到的地址号和自己的地址号一致，则通过Modbus-485/Modbus-TCP/IP协议写入到空调面板的内部寄存器中。
灯联网基站：负责和云端的云服务器连接，实现对数据包的转发。
PC端/APP端：负责远程监控，包括远程按照数字IO盒子地址号分组，分区域控制；设置室内温度上下阀值，数字IO盒子读空调面板内部寄存器中的室内温度参数，超过阀值自动开启空调，根据算法调节温度，使温度恒定保持在一个舒适温度，低于阀值，自动关闭空调；远程开关空调；设定开关机时间，当到达预定时间，云服务器自动发送控制数据包，通过灯联网基站转发给数字IO盒子，数字IO盒子解包，按照预先设定的数据格式，写入空调面板内部寄存器，完成开关机操作。
若使用手机作为终端设备，通过空调物联网智能系统的应用，使每一台可以联网的手机都成为具有可视化操作界面的空调遥控器，工作人员通过登入空调设备管理页面的链接，可以观察到每一台空调设备的运行状态，不论身在何处，在手机上只要对想要控制的空调设备轻轻一点，选择开启，关闭，或其他想要的功能，就完成了所有操作。为了方便管理，可以对空调设备自由分组，按区域分组管理。同时也可以设定定时开关机时间。设定时间一到，按需开启关闭空调。并按设定温度运行。工作人员可以设置上下限阀值，超过或低于某一温度，自动开启，关闭空调。利用系统的智能化管理，智能调节室内的温度，保证办公场所的舒适度。同时在很大程度上节约能源消耗。加强了对设备的保护，延长了设备的使用寿命。
根据图3所描述的基于物联网的空调控制系统，具体实现过程分为上下链路进行详细描述。
上行链路：数字IO盒子通过Modbus-485或Modbus-TCP/IP协议，根据空调面板厂家提供的内部寄存器存储格式，对空调机中的各参数，包括开启关闭状态，运行模式，运行温度等进行读操作，将获取得到的参数进行数据包打包，通过数字IO盒子中的WiFi模块定时10s自动发送到灯联网基站。灯联网基站将数据包转发给云服务器。云服务器对数据包进行解包，解包后，根据地址号编码确定是哪一台空调的参数，不断的将灯联网基站上传的空调状态参数保存到数据库中。PC端/APP端调用数据库中的数据，实时刷新页面中的空调状态信息。
下行链路：用户通过PC端/APP端登入空调设备管理页面的链接，选择需要控制的空调，点击页面功能按键，云服务器根据用户按键操作，打包数据包，生成校验，数据包中包括数字IO盒子的地址号编码和要设置的状态参数，将数据包发送到灯联网基站中，灯联网基站通过WiFi转发给数字IO盒子。数字IO盒子解包，若地址号编码与自己的地址号一致，则接受指令，否则不予处理，数字IO盒子将状态参数转换成空调控制面板的内部寄存器存储格式，通过Modbus-485或Modbus-TCP/IP协议，发送给空调面板；空调面板根据指令执行相应的操作。
本公开实施例提供的基于物联网的空调控制系统，包括云服务器，与云服务器连接的至少一个通讯基站，每个通讯基站与至少一个数据处理设备连接，数据处理设备与空调控制面板一一对应连接，每个通讯基站搭载在照明设备上，每个通讯基站与对应连接的至少一个数据处理设备、至少一个空调控制面板形成局域网；数据处理设备用于从空调控制面板中获取空调状态参数，并将空调状态参数发送给通讯基站，通讯基站用于将空调状态参数发送给云服务器，云服务器用于存储和分析空调状态参数。通过将物联网通讯基站搭建在室内或者室外的照明设备上，利用照明设备的常带电特性和高处悬挂的特点，很容易的解决物联网通信基站的安装和取电问题；同时，自建局域网，形成自有网络的拓扑设计，能够不受到外界环境的干扰影响，为网络安全提供了可靠的保障；另外，鉴于照明设备广泛分布的特性，可优化物联网通信基站的分布，根据实际需求进行任意扩展，降低构建物联网系统的建设成本并提供性能。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (8)
1.一种基于物联网的空调控制系统，其特征在于，包括：
云服务器，与所述云服务器连接的至少一个通讯基站，所述每个通讯基站与至少一个数据处理设备连接，所述数据处理设备与空调控制面板一一对应连接，所述每个通讯基站搭载在照明设备上，所述每个通讯基站与对应连接的所述至少一个数据处理设备、所述至少一个空调控制面板形成局域网；
所述数据处理设备用于从所述空调控制面板中获取空调状态参数，并将所述空调状态参数发送给所述通讯基站，所述通讯基站用于将所述空调状态参数发送给所述云服务器，所述云服务器用于存储和分析所述空调状态参数。
2.根据权利要求1所述的空调控制系统，其特征在于，所述空调控制系统还包括：终端设备，所述终端设备与所述云服务器连接，所述终端设备用于显示所述空调状态参数并远程监控所述空调控制面板。
3.根据权利要求1所述的空调控制系统，其特征在于，
所述终端设备还用于获取用户的控制操作指令，并将所述用户的控制操作指令发送给所述云服务器；
所述云服务器根据所述用户的控制操作指令生成状态控制信息，并将所述状态控制信息发送给所述通讯基站，所述状态控制信息中包括所述空调控制面板的标识和对应的状态控制参数；
所述通讯基站将所述状态控制信息发送给所述数据处理设备，所述数据处理设备对所述状态控制信息进行解码后发送给所述空调控制面板，所述空调控制面板根据所述状态控制信息执行相应的操作。
4.根据权利要求3所述的空调控制系统，其特征在于，所述空调状态参数包括开关状态、运行状态、运行温度、运行模式、设定温度。
5.根据权利要求1所述的空调控制系统，其特征在于，所述通讯基站包括：设备网关模块和设备互联模块；
所述设备网关模块用于所述通讯基站与所述数据处理设备之间的通信；
所述设备互联模块用于所述通讯基站之间的通信。
6.根据权利要求1所述的空调控制系统，其特征在于，所述通讯基站与所述云服务器通过有线或无线的方式连接。
7.根据权利要求3所述的空调控制系统，其特征在于，所述空调控制面板通过RS485总线或以太网与所述数据处理设备连接。
8.根据权利要求2所述的空调控制系统，其特征在于，所述终端设备包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑。
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Effective date of registration: 20190507 Address after: 401120 data of Xiantao street, Yubei District, Chongqing 19 Applicant after: Chongqing Silk Road Pilot Intelligent Technology Co., Ltd. Address before: 710075 Yicuiyuan Phase II Building No. 2, Unit 10, Room 21002, East of Tangyan South Road, Xi'an High-tech Zone, Shaanxi Province Applicant before: Shaanxi Da Hang Lian Ke Electronic Technology Co., Ltd. |
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Effective date of registration: 20220507 Address after: 710076 No. 1-2, floor 15, building G2, HUanpu science and Technology Industrial Park, Tiangu 7th Road, Yunshui 1st Road, high tech Zone, Xi'an, Shaanxi Applicant after: Shaanxi Hanlin Yixun Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 401120 data of Xiantao street, Yubei District, Chongqing 19 Applicant before: Chongqing Silk Road Pilot Intelligent Technology Co.,Ltd. |