CN110986301A - 一种基于lora的工业中央空调监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于LORA的中央空调监控系统，其底层由各类传感器、制冷主机、新风机组、末端风机盘管、制冷主机控制器、新风机组控制器、末端温控器组成，网络层由LORA网关组成、应用层由PC监控软件组成。每个控制器均通过模拟量采集模块与多个传感器连接，通过IO口与多个开关和执行机构连接，通过LORA模块实现组网。LORA网关采集通过LORA模块1与冷水机组控制器和新风机组控制器通信，通过LORA模块2与多个末端控制器通信，PC监控软件通过以太网与LORA网关实现数据传输。本发明实现了对整个中央空调系统的集中管理以及远程监控，有效的减少了施工人员的工作量。

Description

一种基于LORA的工业中央空调监控系统
技术领域
本发明涉及中央空调和LORA技术领域，特别涉及一种基于LORA的中央空调监控系统。
背景技术
随着工业化的发展，中央空调已经成为工厂、生产车间必备基础配套设施。但随着工厂规模的扩大，中央空调各子系统更加分散化，特别是中央空调末端子系统。而当前工厂中央空调大多独立控制或采用有线传输的方式来实现对中央空调各子系统的集中管理，这导致工作人员现场布线复杂，施工不方便，同时提高了后期线路维护成本。
随着物联网技术的发展，出现多种无线通信技术，这为中央空调远程监控提供了另一种方式。在无线技术中，以Zigbee为代表的2.4G无线技术虽然解决了布线问题，但其可靠性差、信号穿透和绕射能力弱、覆盖面积较短，不适合大型工厂中央空调系统的监控；GPRS、3G等无线技术则需要消耗流量实现互联网通信，导致组网成本高。
发明内容
本发明针对现有问题的不足，提出了一种基于LORA的中央空调监控系统，通过LORA无线网络对中央空调各子系统的组网，实现其网络化集中管理和监测。具体技术方案如下：
一种基于LORA的工业中央空调监控系统，包括应用层的终端监控软件，网络层的LORA网关，底层的新风机控制器、新风机、末端控制器、风机盘管、冷水机组控制器、制冷机，所述新风机控制器、末端控制器和冷水机组控制器通过模拟量采集模块与多个传感器连接，通过IO口与多个开关和执行机构连接，通过LORA模块实现星形组网；LORA网关采集通过第一LORA模块与冷水机组控制器和新风机控制器通信，通过第二LORA模块与多个末端控制器通信，终端监控软件通过以太网与LORA网关数据传输。
进一步的，所述冷水机组控制器通过温度、压力变送器获取制冷机冷冻水出回水温度、冷却水出回水温度、压缩机高低压侧温度和压力以及部件状态开关参数，并与设定值比较得到偏差值，通过控制器内预置的如开关式、PID、模糊控制等控制算法控制压缩机能调阀开关和电子膨胀阀开度从而控制冷冻水出水温度以及过热度。
进一步的，所述新风机控制器通过数字式温湿度传感器获取新风管道温湿度，回风管道温湿度，送风管道温湿度以及部件状态开关参数，并根据这些参数来控制表冷盘管和加热段电动调节阀控制送风的温度和湿度。
进一步的，所述末端控制器通过数字式温度传感器获取室内温度，并通过内置的控制逻辑控制风机盘管的风速以及电磁阀的状态从而控制室内温度。
进一步的，中央空调各子系统控制器通过触摸屏或液晶显示器+按键的方式实现数据实现现场的人机交互。
进一步的，所以LORA网关和中央空调各子系统控制器之间采用主从轮询通信的方式通信，LORA网关通过第一LORA模块轮询采集冷水机组控制器和新风机组控制器数据，通过第二LORA模块轮询采集末端温度控制器数据。
进一步的，终端监控软件作为服务器，LORA网关作为客户端，LORA网关每采集一个控制器数据后将该数据按modbus-TCP格式通过以太网发给终端监控软件。
与现有技术相比，本发明提供的基于LORA的中央空调监控系统通过LORA网络实现中央空调子系统控制器大范围内组网，并解决了布线复杂的问题，大大减少了安装成本以及组网成本，并具有高可靠性。同时该系统为操作人员远程集中管理整个中央空调系统提供了便利性。
附图说明
图1是中央空调监控系统整体架构框图；
图2是中央空调子系统通用架构框图；
图3是LORA网关架构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步的说明，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
图1是中央空调监控系统整体架构框图，中央空调监控系统包括应用层的终端监控软件1，网络层的LORA网关2，底层的新风机控制器3、新风机4、末端控制器5、风机盘管6、冷水机组控制器7、制冷机8。新风机4和风机盘管6以及对应的控制器都有多个，图中仅示出其中一个。每个控制器均通过模拟量采集模块与多个传感器连接，通过IO口与多个开关和执行机构连接，通过LORA网关2实现组网。LORA网关2通过LORA模块与冷水机组控制器7和新风机控制器3通信，通过LORA模块与多个末端控制器5通信，终端监控软件1通过以太网与LORA网关2实现数据传输，从而实现对底层设备的集中管理和监控。
图2是中央空调子系统控制器通用模型，其由电源、MCU、传感器、存储模块、状态开关、执行机构、LORA模块、显示器组成。
在本实施例中，电源将输入电压经过过压保护、降压、滤波、隔离等电路后为后续各功能电路供电。
在本实施例中，MCU是控制器的核心，其采集传感器和状态开关数据，并经过内部控制算法驱动执行机构实现参数控制，并通过通信接口与显示器和网关通信。其中冷水机组控制器7和新风机控制器3控制复杂，采集参数和控制任务较多，故使用高性能的STM32F407VET6芯片，而末端控制器5控制简单，采集参数和控制任务较少，故使用STM32F103C8T6芯片。
在本实施例中，传感器通过接口1与MCU连接，其中冷水机组控制器7的传感器主要用到温度传感器PT100和输出4~20mA的压力变送器，此时接口1为信号调理电路+AD转换电路+SPI接口。而新风机组控制器的传感器主要用到温湿度变送器SHT20，此时接口1为485接口。末端温度控制器的传感器主要用到数字式温度传感器DS18B20,此时接口1为单总线接口。
在本实施例中，状态开关和执行机构都是通过STM32的IO口控制器的，IO口通过光耦隔离电路与状态开关连接，读取开关状态。IO通过ULN2003提高驱动能力后驱动继电器和步进电机，继电器和步进电机直接连接执行机构，完成控制任务。
在本实施例中，存储器用于存储控制器控制参数、设备信息参数、控制器状态参数等数据，防止控制器掉电丢失。存储器一般使用EEPROM，而接口4使用IIC。
在本实施例中，显示器用于实现现场人机交互，其向工作人员显示当前机组或末端的模拟参数以及状态参数。当显示器为触摸屏或文本显示器时，接口6为485接口。当显示器为液晶显示时，接口为SPI或串口接口。
在本实施例中，LORA模块用于控制器和LORA网关组网通信，LORA是一种基于扩频技术的远距离无线传输方案，LORA模块一般都是基于SX1278芯片，其通过SPI接口5 与MCU连接。LORA通信采用主从应答机制，在应用层定义类似modbus的自定义协议即可即可实现组网通信，控制器只有接收到与自身地址匹配的数据才会作出应答。
在本实施例中，冷水机组控制器获取制冷机组冷冻水出回水温度、冷却水出回水温度、压缩机高低压侧温度和压力以及部件状态开关参数，并与设定值比较得到偏差值，通过控制器内预置的如开关式、PID、模糊控制等控制算法控制控制冷冻水出水温度以及过热度。
在本实施例中，新风机组控制器获取新风管道的温湿度，回风管道的温湿度，送风管道的温湿度以及部件状态开关参数，并根据这些参数来控制表冷盘管和加热段电动调节阀控制送风的温度和湿度。
在本实施例中，末端温控器获取室内温度，并与设定值比较得到偏差值，温度控制器通过内置的控制逻辑控制风机盘管的风速以及电磁阀的状态从而控制室内温度。
图3为LORA网关架构框图，其包括电源、MCU、存储模块、LORA模块1、LORA模块2、无线扩展模块。
在本实施例中，电源为后续各功能电路供电，MCU使用STM32F103C8T6芯片， 存储器EEPROM用于存储网络参数以及中央空调子系统控制器的注册信息，其通过IIC接口9与MCU连接。
在本实施例中，由于冷水机组和新风机组的控制器相对较少，但数据较多，而末端控制器5个数多数据少，故使用两个LORA模块分开采集，提高采集效率。LORA模块1通过SPI接口8与MCU连接，LORA模块2通过SPI接口10与MCU连接。MCU通过轮询的方式采集与LORA模块1组网的冷水机组和新风机组控制器的数据，同理采集与LORA模块2组网的末端温控器数据。LORA模块1和模块2的信道不同，故不会相互干扰。在本实施例中，以太网模块通过SPI接口7与MCU连接，其内存储多个Socket接口用于和PC端监控程序通信，在设置好Socket接口的本地IP、网关IP、子网掩码、目的IP和端口号并建立TCP连接即可将采集的控制器数据以Modbus-TCP格式通过该Socket接口上传给监控程序。
在本实施例中，PC端监控软件1是在visual studio集成开环境下开发的，其主要以图形界面的形式将这些数据显示出来，同时也具有通过图表形式显示历史数据、故障报警、权限操作等功能，便于工作人员查看各设备的状态。同时工作人员也可通过监控软件间接对底层设备下达控制命令，LORA网关将其转发给对应设备。
在本实施例中，MCU通过485接口11与无线扩展模块连接，无线扩展模块可以为WIFI模块、GPRS模块等，MCU通过无线扩展模块直接将采集的数据上传到云端，这使得工作人员随时随地都能权限监控中央空调系统。

Claims (7)

1.一种基于LORA的工业中央空调监控系统，包括应用层的终端监控软件（1），网络层的LORA网关（2），底层的新风机控制器（3）、新风机（4）、末端控制器（5）、风机盘管（6）、冷水机组控制器（7）、制冷机（8），其特征在于：所述新风机控制器（3）、末端控制器（5）和冷水机组控制器（7）通过模拟量采集模块与多个传感器连接，通过IO口与多个开关和执行机构连接，通过LORA模块实现星形组网；LORA网关采集通过第一LORA模块与冷水机组控制器（7）和新风机控制器（3）通信，通过第二LORA模块与多个末端控制器（5）通信，终端监控软件（1）通过以太网与LORA网关（2）数据传输。
2.根据权利要求1所述的一种基于LORA的工业中央空调监控系统，其特征在于：所述冷水机组控制器（7）通过温度、压力变送器获取制冷机（8）冷冻水出回水温度、冷却水出回水温度、压缩机高低压侧温度和压力以及部件状态开关参数，并与设定值比较得到偏差值，通过控制器内预置的如开关式、PID、模糊控制等控制算法控制压缩机能调阀开关和电子膨胀阀开度从而控制冷冻水出水温度以及过热度。
3.根据权利要求1所述的一种基于LORA的工业中央空调监控系统，其特征在于：所述新风机控制器（3）通过数字式温湿度传感器获取新风管道温湿度，回风管道温湿度，送风管道温湿度以及部件状态开关参数，并根据这些参数来控制表冷盘管和加热段电动调节阀控制送风的温度和湿度。
4.根据权利要求1所述的一种基于LORA的工业中央空调监控系统，其特征在于：所述末端控制器（5）通过数字式温度传感器获取室内温度，并通过内置的控制逻辑控制风机盘管的风速以及电磁阀的状态从而控制室内温度。
5.根据权利要求2-4之一所述的一种基于LORA的工业中央空调监控系统，其特征在于：中央空调各子系统控制器通过触摸屏或液晶显示器+按键的方式实现数据实现现场的人机交互。
6.根据权利要求1所述的一种基于LORA的工业中央空调监控系统，其特征在于：所以LORA网关和中央空调各子系统控制器之间采用主从轮询通信的方式通信，LORA网关通过第一LORA模块轮询采集冷水机组控制器和新风机组控制器数据，通过第二LORA模块轮询采集末端温度控制器数据。
7.根据权利要求1或6所述的一种基于LORA的工业中央空调监控系统，其特征在于：终端监控软件（1）作为服务器，LORA网关作为客户端，LORA网关每采集一个控制器数据后将该数据按modbus-TCP格式通过以太网发给终端监控软件（1）。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113218052A (zh) * 2021-05-14 2021-08-06 广州市设计院集团有限公司 温度调节方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114088435A (zh) * 2021-10-14 2022-02-25 威凯检测技术有限公司 一种基于无线网络传输的空调性能检测系统
CN114322232A (zh) * 2021-12-01 2022-04-12 中国人民解放军国防科技大学 一种基于Lora无线通信的集中空气调节系统及方法
CN114909867A (zh) * 2022-04-07 2022-08-16 大连冰山嘉德自动化有限公司 一种制冷设备IoT集中监控系统的综合节能算法
CN117061274A (zh) * 2023-10-12 2023-11-14 天津卓朗科技发展有限公司 以太网通信的lora远程控制方法和装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201327587Y (zh) * 2008-11-21 2009-10-14 杜晓通 基于能效的建筑物能量管理系统
CN107741111A (zh) * 2017-11-07 2018-02-27 珠海格力电器股份有限公司 冷水机组及其启动控制方法和装置
CN108644963A (zh) * 2018-05-14 2018-10-12 上海应用技术大学 一种远程空调系统及其控制方法
CN108709299A (zh) * 2018-08-06 2018-10-26 深圳市亘强科技有限公司 一种基于LoRa无线远程智能空调控制系统及其控制方法
US20180316513A1 (en) * 2017-04-27 2018-11-01 Johnson Controls Technology Company Temporary service and equipment installation network for a building
CN208891079U (zh) * 2018-08-02 2019-05-21 深圳万城节能股份有限公司 基于lora技术的设备监控系统
CN110243066A (zh) * 2019-06-19 2019-09-17 南京东旭智能科技有限公司 一种家用中央空调控制用网关盒子及其控制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201327587Y (zh) * 2008-11-21 2009-10-14 杜晓通 基于能效的建筑物能量管理系统
US20180316513A1 (en) * 2017-04-27 2018-11-01 Johnson Controls Technology Company Temporary service and equipment installation network for a building
CN107741111A (zh) * 2017-11-07 2018-02-27 珠海格力电器股份有限公司 冷水机组及其启动控制方法和装置
CN108644963A (zh) * 2018-05-14 2018-10-12 上海应用技术大学 一种远程空调系统及其控制方法
CN208891079U (zh) * 2018-08-02 2019-05-21 深圳万城节能股份有限公司 基于lora技术的设备监控系统
CN108709299A (zh) * 2018-08-06 2018-10-26 深圳市亘强科技有限公司 一种基于LoRa无线远程智能空调控制系统及其控制方法
CN110243066A (zh) * 2019-06-19 2019-09-17 南京东旭智能科技有限公司 一种家用中央空调控制用网关盒子及其控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李炎锋: "《建筑设备自动化系统》", 30 September 2012 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113218052A (zh) * 2021-05-14 2021-08-06 广州市设计院集团有限公司 温度调节方法、装置、计算机设备和存储介质
CN113218052B (zh) * 2021-05-14 2022-12-16 广州市设计院集团有限公司 温度调节方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114088435A (zh) * 2021-10-14 2022-02-25 威凯检测技术有限公司 一种基于无线网络传输的空调性能检测系统
CN114322232A (zh) * 2021-12-01 2022-04-12 中国人民解放军国防科技大学 一种基于Lora无线通信的集中空气调节系统及方法
CN114909867A (zh) * 2022-04-07 2022-08-16 大连冰山嘉德自动化有限公司 一种制冷设备IoT集中监控系统的综合节能算法
CN117061274A (zh) * 2023-10-12 2023-11-14 天津卓朗科技发展有限公司 以太网通信的lora远程控制方法和装置
CN117061274B (zh) * 2023-10-12 2024-01-12 天津卓朗科技发展有限公司 以太网通信的lora远程控制方法和装置

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