CN110843816A - 一种城轨通风空调系统的监控系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种城轨通风空调系统的监控系统，属于城轨交通技术领域，该监控系统包括，下位控制装置，其与空调系统中的被控对象电连接，用于根据上位服务器发来的控制指令对被控对象进行调控，并将被控对象的状态信息上传给上位服务器；上位服务器，其上搭建有基于BS架构的控制服务程序，上位服务器配置为：与远端的浏览器进行通信交互，根据交互信息生成下传的控制指令，根据接收到的状态信息生成状态数据，将状态数据发送给所述浏览器。用户可通过该监控系统随时随地的对城轨通风空调系统进行监测控制。

Description

一种城轨通风空调系统的监控系统

技术领域

本申请属于城轨交通技术领域，具体涉及一种城轨通风空调的监控系统。

背景技术

城轨通风空调系统主要由风系统和水系统构成，风系统可以起到车站换气、制冷、排烟等作用，系统主要由组合风柜、立式盘管机、新风管道、回风管道、排风管道，各类风机、风口散流器、消声器、风阀、防火阀和等组成。水系统可以和风系统进行热交换，起到制冷降温的作用。

目前相关技术中，城轨通风空调系统的调控主要采用两种方式，一种是通过在现场设置控制箱，通过控制器外接控制按钮来实现；另一种是采用上下位机形式，上位机采用基于工控计算机的控制软件，给下位机DDC控制器发送控制指令来进行空调系统调控。上述两种方式中，控制箱只能在现场进行手动控制，而采用控制软件虽然能实现远距离的控制，但会受到工控计算机的约束，只能在相应控制端的工控计算机进行控制。换言之，现有城轨通风空调系统的调控方式，不能实现用户随时随地的对城轨通风空调系统进行监测控制。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种城轨通风空调系统的监控系统，有助于实现用户随时随地的对城轨通风空调系统进行监测控制。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

本申请提供一种城轨通风空调系统的监控系统，其包括，

下位控制装置，其与空调系统中的被控对象电连接，用于根据上位服务器发来的控制指令对所述被控对象进行调控，并将被控对象的状态信息上传给上位服务器；

上位服务器，其上搭建有基于BS架构的控制服务程序，所述上位服务器配置为：

与远端的浏览器进行通信交互，根据交互信息生成下传的所述控制指令，

根据接收到的所述状态信息生成状态数据，将所述状态数据发送给所述浏览器。

可选地，所述控制服务程序基于模块化编程开发工具实现。

可选地，所述模块化编程开发工具包括Node-Red开发工具。

可选地，所述控制服务程序基于Node-Red开发工具实现监控系统的多账号登录功能，根据账号权限向监控系统的用户提供不同的系统功能服务。

可选地，所述上位服务器位于内网侧，所述监控系统还包括部署于云端的反向代理服务器；

所述反向代理服务器，用于提供内网穿透服务，使所述浏览器通过公网IP访问所述上位服务器。

可选地，所述反向代理服务器基于FRP反向代理工具实现内网穿透服务。

可选地，所述被控对象包括空调系统中的风机电机。

可选地，所述下位控制装置包括电机控制板和通讯中继模块；

所述电机控制板的控制口与风机电机电连接，所述电机控制板的通信口与所述通讯中继模块一端电连接，所述通讯中继模块的另一端连接至所述上位服务器。

可选地，所述通讯中继模块包括USB转TTL模块。

可选地，所述电机控制板基于单片机实现。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本发明的监控系统基于BS架构，使用户可在任何系统平台，仅需一台连接外网并能打开浏览器的终端，就可以与控制服务程序交互通信，访问控制台，完成对城轨通风空调系统的监测控制，实现了随时随地的监控。并且系统开发采用模块化的node-red编程实现，编程人员不需要具有高深的编程功底，只需拖拽预置的模块并进行连线，即可快速完成系统的流程设计及网页前端的编写，有利于实现系统的快速部署调整，缩短了研发周期、降低了开发成本。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请一个实施例提供的城轨通风空调系统的监控系统构成示意图；

图2为本申请另一个实施例提供的监控系统构成示意图；

图3为图2所示实施例中监控系统提供给开发者用户的界面示意图；

图4为图2所示实施例中监控系统提供给使用者用户的界面示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

如背景技术中所述，目前城轨通风空调系统的两种实现方式，一种实现方式只能进行本地控制，而另一种实现方式若要实现随时随地的远程监控，就要对应开发相应系统平台的远程监控软件，换言之不管是安卓、苹果、windows、甚至是linux等系统平台都要进行对应开发，这样对跨平台、兼容性要求很高，研发周期长、成本高。针对于此，本申请提供一种城轨通风空调系统的监控系统，有助于实现用户随时随地的对城轨通风空调系统进行监测控制。

图1所示为本申请一个实施例提供的城轨通风空调系统的监控系统构成示意图。

如图1所示，该城轨通风空调系统的监控系统，包括，

下位控制装置，其与空调系统中的被控对象电连接，用于根据上位服务器发来的控制指令对被控对象进行调控，并将被控对象的状态信息上传给上位服务器；

上位服务器，其上搭建有基于BS(浏览器和服务器模式)架构的控制服务程序，该上位服务器配置为：

与远端的浏览器进行通信交互，根据交互信息生成下传的控制指令，根据接收到的状态信息生成状态数据，将状态数据发送给浏览器。

本申请的监控系统采用以上技术方案，基于BS架构来实现监控系统，在实际部署使用中，用户可在任何系统平台，仅需一台连接联网并能打开浏览器的终端，就可以与控制服务程序交互通信，访问控制台，完成对城轨通风空调系统的监控，实现了随时随地的监控。

为便于理解本申请的技术方案，下面以一具体实施例对本发明进行进一步介绍，图2为该实施例中监控系统构成示意图。

如图2所示，这里以被控对象为空调系统中的一风机电机为例来进行说明。该实施例中，与风机电机电连接的下位控制装置包括电机控制板和通讯中继模块(图中未示出)。

具体的，电机控制板可基于单片机实现。电机控制板的控制口(图中电机控制板上方插口)与风机电机电连接，电机控制板的通信口(电机控制板右下插口)与通讯中继模块一端电连接，通讯中继模块的另一端连接至上位服务器。具体的，这里的通讯中继模块为USB转TTL模块，用于实现逻辑电平及协议的转换。

如图2所示，该实施例中，为便于系统的快速部署，监控系统中上位服务器上搭建的控制服务程序基于模块化编程开发工具实现。具体的，模块化编程开发工具包括Node-Red开发工具。

Node-Red是IBM公司开发的一个可视化的编程工具，其允许程序员通过组合各部件来编写应用程序。Node-Red提供基于网页的编程环境。通过拖拽已定义node到工作区并用线连接node创建数据流来实现编程。Node-Red基于Node.js，它的执行模型和Node.js一样，也是事件驱动非阻塞的。理论上，Node.js的所有模块都可以被封装成Node-Red的一个或几个node。

在该实施例中，控制服务程序基于Node-Red开发工具实现监控系统的多账号登录功能，根据账号权限向监控系统的用户提供不同的系统功能服务。

举例而言，实现的监控系统的多账号体系中包括开发者用户和使用者用户，可基于账号权限向开发者用户提供在线开发调试服务，而向使用者用户仅提供监控服务，下面分别对此进行说明。

如图3所示为监控系统提供给开发者用户的界面示意图。

如图3所示，这里同样以被控对象为风机电机为例进行说明，图3中，USART Input块和COM5块为串口通信块，USART Input为输入数据，即电机控制板发给上位服务器的上传数据，COM5为发出数据，即上位服务器发送给电机控制板的控制数据(控制指令)。需要说明的是，“COM5”为USB转TTL模块自动识别的端口号，实际中具体可以根据不同电脑识别的串口号进行更改。

在开发者用户进行开发调试中，首先是USART Input块连接的流程，Msg.payload为调试块，可以方便程序进行数据监控调试。判断数据块可以筛选出需要的数据，通信过程中免不了错误和干扰，这个块可以让有用的数据流过。打印电机曲线块可以将获取的数据，转换为表格控件可以识别的数据，因为后方连接的是Chart.js example即表格控件，这样就可以把电机的转速数据实时显示在表格上。Show notification为提示窗口块，可以将电机转速数据通过弹窗的形式实时弹出，显示块也是一个调试块，可以监控判断数据块输出的数据。

接着是COM5块流程，左外侧的块为dashboard块，即界面相关的块，调用这些块可以在界面上生成一些按钮、输入框、控制条等。这些控制元件可以将控制指令发出，后面的增加P、增加I、增加D、增加E等为PID调节参数块，也即为电机调速加入了自动控制中的PID控制，只需修改各个参数，即可实现不同的调速效果。增加F、增加B为正反转调节参数块，F为正转，B为反转，最后增加\n即为换行符，最终通过COM5块将控制数据发出。如前文所述，“COM5”即为实际USB转TTL工具在电脑上识别的串口号，通过这个串口，程序将控制指令发送给了电机控制板，电机控制板解析了指令后，进行电机转速调节。

图4所示监控系统提供给使用者用户的界面示意图。

如图4所示，继续以图3中被控对象为风机电机为例进行说明，图4为程序运行后的界面，该界面是使用者用户可以访问的，通过该界面向使用者用户提供对该风机电机的监控服务功能。

如图4所示，表格chart用于显示当前电机速度相关参数。用户可以通过右侧P、I、D、E(转速与PWM误差设定)来控制电机调速，拖动转速调节滑块，可以改变电机转速，也可切换正转/反转按钮和通过启停按钮控制启停。表格chart可通过不同颜色曲线表示与电机速度相关的状态参数，例如使用蓝色线代表电机当前速度，使用红色线代表电机的驱动能达到的理想速度等。

回到图2，继续对该实施例中的监控系统进行介绍。众所周知，当前公网IP为稀缺资源，本申请中的监控系统在部署时，出于成本及安全考虑，上位服务器可能位于局域网内，即位于相对于公网的内网侧。此时，如图2所示，为实现监控系统完整功能，监控系统还包括部署于云端的反向代理服务器。

该反向代理服务器，用于提供内网穿透服务，使浏览器可通过公网IP访问上位服务器，从而来实现用户对空调系统随时随地的监控。该实施例中，如图2所示，反向代理服务器基于FRP反向代理工具实现内网穿透服务。

具体的，举例而言，Node-red源程序的访问地址为127.0.0.1:1880，即为本地的1880端口，程序界面访问地址为：127.0.0.1:1880/ui。上位服务器部署并开启frp客户端，将自身的1880端口映射到反向代理服务器的某个端口，这里以反向代理服务器的2333端口为例，反向代理服务器开启的是frp服务端，反向代理服务器具有固定的IP地址(云服务商提供)，然后我们将申请的域名www.xxxx.com配置为解析到该IP地址即可。这样就实现了公网用户通过浏览器浏览www.xxxx.com网址，访问内网侧的上位服务器，进而实现了对空调系统的监控的目的。

综上，本发明的监控系统基于BS架构，使用户可在任何系统平台，仅需一台连接外网并能打开浏览器的终端，就可以与控制服务程序交互通信，访问控制台，完成对城轨通风空调系统的监测控制，实现了随时随地的监控。并且系统开发采用模块化的node-red编程实现，编程人员不需要具有高深的编程功底，只需拖拽预置的模块并进行连线，即可快速完成系统的流程设计及网页前端的编写，有利于实现系统的快速部署调整，缩短了研发周期、降低了开发成本。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种城轨通风空调系统的监控系统，包括，

下位控制装置，其与空调系统中的被控对象电连接，用于根据上位服务器发来的控制指令对所述被控对象进行调控，并将被控对象的状态信息上传给上位服务器；

上位服务器，其上搭建有基于BS架构的控制服务程序，所述上位服务器配置为：

与远端的浏览器进行通信交互，根据交互信息生成下传的所述控制指令，

根据接收到的所述状态信息生成状态数据，将所述状态数据发送给所述浏览器。

2.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述控制服务程序基于模块化编程开发工具实现。

3.根据权利要求2所述的监控系统，其特征在于，所述模块化编程开发工具包括Node-Red开发工具。

4.根据权利要求3所述的监控系统，其特征在于，所述控制服务程序基于Node-Red开发工具实现监控系统的多账号登录功能，根据账号权限向监控系统的用户提供不同的系统功能服务。

5.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述上位服务器位于内网侧，所述监控系统还包括部署于云端的反向代理服务器；

所述反向代理服务器，用于提供内网穿透服务，使所述浏览器通过公网IP访问所述上位服务器。

6.根据权利要求5所述的监控系统，其特征在于，所述反向代理服务器基于FRP反向代理工具实现内网穿透服务。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的监控系统，其特征在于，所述被控对象包括空调系统中的风机电机。

8.根据权利要求7所述的监控系统，其特征在于，所述下位控制装置包括电机控制板和通讯中继模块；

所述电机控制板的控制口与风机电机电连接，所述电机控制板的通信口与所述通讯中继模块一端电连接，所述通讯中继模块的另一端连接至所述上位服务器。

9.根据权利要求8所述的监控系统，其特征在于，所述通讯中继模块包括USB转TTL模块。

10.根据权利要求8所述的监控系统，其特征在于，所述电机控制板基于单片机实现。

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