CN110220273A - 一种基于物联网的暖通空调监控平台及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于物联网的暖通空调监控平台及其控制方法。监控平台包括设备端、云平台和远程监控设备；设备端包括多台中央空调和对应的就地监控系统、网关；云平台包括互联网和远程服务器，网关通过互联网与远程服务器连接；远程服务器与远程监控设备通信连接。控制方法包括：把就地监控系统各自通过网关连接到互联网，并与远程服务器建立连接，由网关为就地监控系统分配IP地址；远程监控设备通过IP地址向远程服务器发送纳入监控的请求，远程服务器向对应的就地监控系统发送命令后，该就地监控系统把采集的监控数据发送至远程服务器，由远程监控设备从远程服务器调取该监控数据。该监控平台及其控制方法能够帮助生产厂家远程采集已出厂中央空调设备的监控数据。

Description

一种基于物联网的暖通空调监控平台及其控制方法

技术领域

本发明涉及中央空调监控技术领域，特别涉及一种基于物联网的暖通空调监控平台及其控制方法。

背景技术

对于中央空调生产厂家：（1）设备种类较多，售出设备分布较分散，无法对已售出设备的实时运行数据进行统一的监控管理；（2）售后维护多以客服人员去客户现场服务为主，反应慢、成本高、速度慢，客户体验差。（3）客户粘度低，无法为客户提供增值服务，提高同行竞争力。（4）对于公司开发的新产品，出厂后无监控统计数据，只能靠零星的客户反馈问题进行记录和分析，数据支撑不足,给产品质量和可靠性提升带来很多不确定的因素。

现有技术在上述此类问题的处理上，常采用中央空调生产厂家为中央空调使用客户提供一套就地监控系统，该就地监控系统负责对该客户所采购并使用的中央空调进行集中监控和管理，虽解决了中央空调使用客户对自己所采购的空调设备的集中监控和管理问题，但中央空调生产厂家仍无法便利地拿到该客户所使用的中央空调的相关运行数据和信息，也不能实现对该客户所使用的中央空调进行远程维护和管理的功能，上述的（1）～（4）项问题仍然没有得到有效解决。

为了实现在中央空调生产厂家于工厂内部即可实时监控已出厂的中央空调设备，通过对已出厂中央空调设备监控数据的分析，实现：1.已出厂中央空调设备现场快速调试；2.已出厂空调设备现场故障快速定位和远程遥控处理；3. 已出厂中央空调设备远程监控和远程程序下载；4. 已出厂空调设备运行数据管理分析，为日后同类空调设备性能和可靠性提升提供有力的依据和基础；成了亟待解决的重点问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于物联网的暖通空调监控平台及其控制方法，能够帮助生产厂家远程采集已出厂中央空调设备的监控数据，以实现远程监控。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种基于物联网的暖通空调监控平台，包括依次通信连接的设备端、云平台和远程监控设备；设备端包括多台分布在不同使用现场的中央空调，每台中央空调均具有就地监控系统，每个就地监控系统连接有一个网关，该网关用于为就地监控系统分配一个IP地址；云平台包括互联网和远程服务器，所有网关通过互联网与远程服务器通信连接；远程服务器与远程监控设备通信连接。

所述的基于物联网的暖通空调监控平台中，所述网关为物联网盒子，就地监控系统与物联网盒子之间为有线连接，物联网盒子与互联网之间为有线连接或无线通信连接。

所述的基于物联网的暖通空调监控平台中，所述就地监控系统具有永久存储器。

所述的基于物联网的暖通空调监控平台中，所述云平台还包括连接在互联网和远程服务器之间的远程安全通讯模块。

一种基于物联网的暖通空调监控平台的控制方法，包括：

把多台分布在不同使用现场的中央空调的就地监控系统各自通过网关连接到互联网，并通过互联网与远程服务器建立连接，由网关为就地监控系统分配IP地址；

远程监控设备通过IP地址向远程服务器发送纳入监控的请求，远程服务器向对应的就地监控系统发送命令后，该就地监控系统把采集的监控数据发送至远程服务器，从而把该中央空调纳入监控对象，由远程监控设备从远程服务器调取该监控数据,以对该中央空调的运行状态进行远程监控。

所述的基于物联网的暖通空调监控平台的控制方法中，所述监控数据包括温度数据、湿度数据、机组运行状态、能耗数据、报警信息。

所述的基于物联网的暖通空调监控平台的控制方法中，当中央空调未纳入监控对象时，就地监控系统对采集到的监控数据进行定期缓存；当中央空调被纳入监控对象后，就地监控系统把当前采集的实时监控数据和之前缓存的监控数据发送至远程服务器。

所述的基于物联网的暖通空调监控平台的控制方法中，在就地监控系统发送的数据进入远程服务器前，使用远程安全通讯模块对该数据进行检查、监控、内容过滤、入侵侦测、入侵保护，并对该数据进行S-Link协议的转换。

所述的基于物联网的暖通空调监控平台的控制方法中，所述监控数据采用RSA加密算法加密后，采用P2P远程安全通讯方式在互联网中传输。

所述的基于物联网的暖通空调监控平台的控制方法中，若某个就地监控系统的控制程序需要更新，远程监控设备把新的控制程序和该就地监控系统的IP地址发送至远程服务器，远程服务器根据IP地址把该控制程序发送至对应的就地监控系统进行更新。

有益效果：

本发明提供了一种基于物联网的暖通空调监控平台及其控制方法，把多台分布在不同使用现场的中央空调的就地监控系统各自通过网关连接到互联网并与远程服务器建立连接，由网关为中央空调分配IP地址，当远程监控设备通过IP地址向远程服务器发送纳入监控的请求时，就地监控系统向远程服务器发送监控数据，生产厂家即可于工厂内利用远程监控设备从远程服务器调取该数据，从而实现各中央空调的运行数据的统一监控管理，有利于降低客服人员的出差频率，并能够为日后同类空调设备性能和可靠性提升提供有力的依据和基础。

附图说明

图1为本发明提供的基于物联网的暖通空调监控平台的结构示意图。

图2为本发明提供的基于物联网的暖通空调监控平台中，设备端的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种基于物联网的暖通空调监控平台及其控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-2，本发明提供的一种基于物联网的暖通空调监控平台，包括依次通信连接的设备端A、云平台B和远程监控设备C；设备端A包括多台分布在不同使用现场的中央空调1，每台中央空调均具有就地监控系统1.1，每个就地监控系统连接有一个网关2，该网关用于为就地监控系统1.1分配一个IP地址；云平台包括互联网3和远程服务器4，所有网关2通过互联网与远程服务器4通信连接；远程服务器与远程监控设备C通信连接。

就地监控系统1.1通过网关2接入互联网并被分配一个IP，可以以此与远程服务器4建立链接并向远程服务器传输采集到的监控数据，空调的生产厂家可把远程监控设备C设置在工厂内，并通过远程监控设备C从远程服务器4调取该监控数据，实现了各使用现场的中央空调的运行数据的统一监控管理；中央空调运行出现问题时，可通过对监控数据的分析来判断问题所在，再根据问题的具体情况决定是否需要派出工程师进行维修，减少工程师出差频率，而且有助于出差的工程师快速处理问题；而通过数据收集，能够为日后同类空调设备性能和可靠性提升提供有力的依据和基础。

虽然图中画出的是具有四个中央空调1和四个网关2的情况，但仅是一种示例，并非对其数量的限定。

所述就地监控系统1.1主要包括用于采集空调监控数据的传感器，控制机柜，设置在控制机柜内的控制器、芯片和相关的控制电路。

本实施例中，所述网关2为物联网盒子（又称为物联网BOX、物联网云盒子等），就地监控系统1.1与物联网盒子之间为有线连接，物联网盒子与互联网之间为有线连接或无线通信连接。

物联网盒子是现有技术，一般具有以太网接口和多种串口（如RS232接口、RS485接口等），并支持多种上网方式（如3G、4G、有线网等），可从市场上直接购买，如SUKON公司的Suk-Box。

如图2所示，当就地监控系统1.1具有以太网接口时，直接使用双绞线连接物联网盒子和就地监控系统1.1的以太网接口，使两者之间通过TCP/IP协议进行数据传输；当就地监控系统1.1没有以太网接口，只有RS232接口、RS485接口等串口，则直接使用连接线连接就地监控系统和物联网盒子的对应类型的串口，如果没有对应类型的串口，则设置一个协议转换器5，该协议转换器5的入口与地监控系统1.1的串口连接，出口与物联网盒子的以太网接口连接，从而转换为TCP/IP协议进行数据传输（如，就地监控系统1.1仅有RS485接口并仅支持RS485 Modbus-Rtu协议，则协议转换器5为Modbus-Rtu/TCP-IP的协议转换器，用于对数据进行Modbus-Rtu/TCP-IP协议转换）。

物联网盒子可通过有线上网的方式接入互联网；也可通过无线方式进入互联网，如3G、4G等，此时需要在物联网盒子内设置对应的SIM卡。

对于很多原有不具备监控条件的已出厂空调设备，通过就地加设设置一个物联网盒子即可纳入远程监控，改造简单且成本低。而采用有线方式连接就地监控系统1.1和对应的物联网盒子，连接可靠，数据传输的稳定性好。

进一步的，所述就地监控系统1.1具有永久存储器。由于远程服务器4的资源是有限的，当与之连接中央空调1数量较大时，如果每个中央空调1均在工作时实时传输数据，可能导致远程服务器崩溃，因此，在设置就地监控系统1.1中设置存储器对数据进行缓存，当远程监控设备C发出请求时再发送数据，可避免该情况的出现；而采用永久存储器，即使就地控制器断电，被记录的数据也不会因为断电而丢失。

优选的，所述云平台B还包括连接在互联网3和远程服务器4之间的远程安全通讯模块6。远程安全通讯模块6可对经互联网进入远程服务器4前的数据进行检查、监控、内容过滤、入侵侦测、入侵保护等，同时可实现对工业数据进行S-Link协议的转换；通过该远程安全通讯模块还可实现设备认证和使用者认证，使得工业数据只能在经过了认证的模块直接传输，以及有认证许可的操作人员进行数据读取。因此，可大大地提高数据的安全性和保密性。该远程安全通讯模块6可采用现有技术，如赛远工业的SY-RSCM302远程安全通讯模块。

所述远程监控设备C包括管理平台7（为计算机）和移动终端8（包括手机、平板电脑等）；管理平台7可设置在工厂内并通过有线网络与远程服务器连接，管理平台7既可从远程服务器调取监控数据，还可向远程服务器发送控制程序包，由远程服务器发送至就地监控系统1.1进行控制程序的更新；移动终端8可从远程服务器调取监控数据，以便在其他地方进行远程监控。

针对上述的基于物联网的暖通空调监控平台，本发明还提供一种控制方法，包括：

把多台分布在不同使用现场的中央空调1的就地监控系统1.1各自通过网关2连接到互联网3，并通过互联网与远程服务器4建立连接，由网关为就地监控系统分配IP地址；

远程监控设备C通过IP地址向远程服务器4发送纳入监控的请求，远程服务器向对应的就地监控系统1.1发送命令后，该就地监控系统把采集的监控数据发送至远程服务器，从而把该中央空调纳入监控对象，由远程监控设备从远程服务器调取该监控数据,以对该中央空调的运行状态进行远程监控。

具体的，远程监控远设备如需远程监控现场某台中央空调就地监控系统内部的控制程序运行情况，可通过将该台中央空调所对应的IP地址发送给远程服务器，远程服务器将该IP地址发送给该中央空调所对应的网关，建立远程监控设备与该中央空调就地监控系统的连接，此时，通过远程监控设备可实现对该中央空调及其就地监控系统控制程序的运行情况的远程监控，同时实现远程收集就地监控系统运行数据和远程下载或更新就地监控系统控制程序（即向就地监控系统发送控制程序包进行更新）的功能。

其中，所述监控数据包括但不限于温度数据、湿度数据、机组运行状态（运行、停机、空闲、调试、关机等）、能耗数据、报警信息等。对于不同类型的中央空调，需要采集的监控数据的种类也不同。可根据不同的中央空调的类型（如热泵泳池空调、水冷螺杆冷水机组、风冷螺杆冷水机组风冷涡旋冷水机组等），在管理平台7上设置分组，把不同类型的中央空调划分为不同的组，根据每一类中央空调的就地监控系统1.1所采集的监控数据项在每个组的监控界面上设置对应的数据显示项。通过对产品按照一定的特征进行分类后再行监控和管理，无需为每个中央空调单独开发一个监控程序，解决空调多样化和数量巨大化带来的管理困难的问题，实现用一个管理平台来监控数量巨大、类型多样的空调设备的目的，也便于对同类型空调的数据对比分析，更有利于为日后同类空调设备性能和可靠性提升提供依据和基础。

进一步的，当中央空调未纳入监控对象时，就地监控系统1.1对采集到的监控数据进行定期缓存；当中央空调被纳入监控对象（通过在远程监控设备C切换目标IP地址实现）后，就地监控系统把当前采集的实时监控数据和之前缓存的监控数据发送至远程服务器。监控数据现先就地进行缓存，受到纳入监控的请求后再向远程服务器发送数据，减少实时数据传输量，可避免过多地挤占传输通道和存储空间等资源，避免远程服务器崩溃，还能保证之前没有被监控现在要被监控的设备的监控数据的连续性。

就地监控系统1.1的定期缓存的周期可由其控制器内的用户程序决定，可在用户程序中增加数据定时记录的触发控制条件X，该X的值为0或1，并根据预设的周期在0和1之间交替切换，当X的值为1时，当前采集的监控数据进入存储器进行缓存，当X的值切换为0时，当前采集的监控数据不进入存储器进行缓存。该做法实际上相当于把连续数据作离散化处理，使用定期缓存与连续性缓存相比，占用的存储空间更小，能存储更长时间的数据（即存储的数据在时间范围上算会更长），而通过设置合理的预设周期，不会影响对监控数据变化规律的监测。

此外，可对采集到的监控数据进行压缩再缓存和发送，远程监控设备C调取后再进行解压和读取，能够进一步降低存储空间的占用，而且进行发送时可降低数据流量，确保发送的快速性。

优选的，在就地监控系统1.1发送的数据进入远程服务器4前，使用远程安全通讯模块6对该数据进行检查、监控、内容过滤、入侵侦测、入侵保护，并对该数据进行S-Link协议的转换，以提高数据的安全性和保密性。还可利用远程服务器4进行设备认证和使用者认证，数据只能在经过了认证的模块直接传输，以及有认证许可的操作人员进行数据读取，进一步提高安全性。

另外，所述监控数据采用RSA加密算法加密后，采用P2P远程安全通讯方式在互联网中传输。RSA加密算法的密钥可选为1536位加密非对称密钥，确保通讯安全，防止数据泄露。此外，整个系统采用了虚拟局域网VLAN技术，通过建立远程监控设备C和各个就地监控系统1.1的专用虚拟通道，实现远程安全稳定通讯，防止数据在互联网上的广播，进一步提高数据传输的安全性。

还可通过对所用云区域的私有化部署，使其它云服务商的数据被屏蔽在被私有化部署后的云区域外，确保数据存放在远程服务器端的安全性。

本实施例中，若某个就地监控系统1.1的控制程序需要更新（控制程序出错或需要升级时，均需要进行更新），远程监控设备C（特指管理平台7）把新的控制程序和该就地监控系统1.1的IP地址发送至远程服务器4，远程服务器根据IP地址把该控制程序发送至对应的就地监控系统进行更新。从而避免工程师因为该问题而到各个现场进行维护，降低工程师的出差频率。

综上所述，采用上述的监控平台和控制方法，可实现以下功能：

1把管理平台7设置在工厂内，工厂工程师只需在工厂内即可直观、快速了解现场所有设备的运行状态、参数信息以及设备能耗数据等，可远程监控想监控的中央空调及就地监控系统控制程序运行情况，可据此来指导现场服务工程师快速调试现场机组。

2通过数据分析或对就地监控系统控制程序运行情况的远程监控，实现对已出厂空调设备现场故障快速定位和远程遥控处理（即远程指导用户进行处理），从而大大减少了工程师的出差频率，降低了出差成本，提升了售后服务质量。

3若发现已出厂中央空调设备的异常与控制程序逻辑有关，可由工程师在工厂内部先修改程序，通过管理平台远程透传给被监控机组的就地监控系统，实现远程程序下载功能，降低工程师出差频率，提升服务质量。

4对已出厂空调设备运行数据管理分析，为日后同类空调设备性能和可靠性提升提供有力的依据和基础，解决以往数据量不足不充分所导致的问题片面性问题。

5通过在网络中加装远程安全通讯模块和对所用云区域的私有化部署，确保被监控的已出厂空调设备数据的安全和有效性。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的暖通空调监控平台，其特征在于，包括依次通信连接的设备端、云平台和远程监控设备；设备端包括多台分布在不同使用现场的中央空调，每台中央空调均具有就地监控系统，每个就地监控系统连接有一个网关，该网关用于为就地监控系统分配一个IP地址；云平台包括互联网和远程服务器，所有网关通过互联网与远程服务器通信连接；远程服务器与远程监控设备通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的暖通空调监控平台，其特征在于，所述网关为物联网盒子，就地监控系统与物联网盒子之间为有线连接，物联网盒子与互联网之间为有线连接或无线通信连接。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的暖通空调监控平台，其特征在于，所述就地监控系统具有永久存储器。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的暖通空调监控平台，其特征在于，所述云平台还包括连接在互联网和远程服务器之间的远程安全通讯模块。

5.一种基于物联网的暖通空调监控平台的控制方法，其特征在于，包括：

把多台分布在不同使用现场的中央空调的就地监控系统各自通过网关连接到互联网，并通过互联网与远程服务器建立连接，由网关为就地监控系统分配IP地址；

远程监控设备通过IP地址向远程服务器发送纳入监控的请求，远程服务器向对应的就地监控系统发送命令后，该就地监控系统把采集的监控数据发送至远程服务器，从而把该中央空调纳入监控对象，由远程监控设备从远程服务器调取该监控数据,以对该中央空调的运行状态进行远程监控。

6.根据权利要求5所述的基于物联网的暖通空调监控平台的控制方法，其特征在于，所述监控数据包括温度数据、湿度数据、机组运行状态、能耗数据、报警信息。

7.根据权利要求5所述的基于物联网的暖通空调监控平台的控制方法，其特征在于，当中央空调未纳入监控对象时，就地监控系统对采集到的监控数据进行定期缓存；当中央空调被纳入监控对象后，就地监控系统把当前采集的实时监控数据和之前缓存的监控数据发送至远程服务器。

8.根据权利要求5所述的基于物联网的暖通空调监控平台的控制方法，其特征在于，在就地监控系统发送的数据进入远程服务器前，使用远程安全通讯模块对该数据进行检查、监控、内容过滤、入侵侦测、入侵保护，并对该数据进行S-Link协议的转换。

9.根据权利要求8所述的基于物联网的暖通空调监控平台的控制方法，其特征在于，所述监控数据采用RSA加密算法加密后，采用P2P远程安全通讯方式在互联网中传输。

10.根据权利要求5所述的基于物联网的暖通空调监控平台的控制方法，其特征在于，若某个就地监控系统的控制程序需要更新，远程监控设备把新的控制程序和该就地监控系统的IP地址发送至远程服务器，远程服务器根据IP地址把该控制程序发送至对应的就地监控系统进行更新。