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基于WEB的中央空调远程集中监控系统

张学森  
【摘要】:当前的中央空调系统大多以分散控制为主,每个房间的温控器只能控制本房间的风机的运行状态。显然不利于实现系统的整体智能管理、降低系统能耗。随着嵌入式技术和网络通信技术的不断发展,市场上出现了许多性能更高、价格更低的新型单片机芯片,同时网络通信的可靠性、实时性也越来越高。因此我们可以将这些新型单片机芯片和先进的网络通信技术应用到远程监控领域。 本课题目的在于研制基于Web的中央空调远程集中监控系统。该系统是基于B/S架构模式的远程监控系统,系统将数量众多的风机盘管等末端设备纳入统一管理。用户可以通过浏览器与系统进行远程交互,对系统进行及时、有效的监视与干预,从而达到降低系统能耗、减少浪费的目的。 在系统的现场监控部分,采用宏晶科技的STC系列增强型51单片机设计了实现与以太网连接功能的智能网关和分布于各个房间的智能温控器。智能网关采用ENC28J60以太网控制器实现了以太网接口,使得在楼宇分布较分散的单位,系统状态数据也可以上传到监控平台,实现多套空调系统集中远程实时监控。智能温控器负责采集房间内的实时温度和风机运行状态数据,并能根据用户设定温度依据先进的控制逻辑或监控平台下发的控制命令对风机运行状态进行实时控制,实现系统节能降耗的目的。在智能网关与智能温控器之间采用TI公司的CC2530系列Zigbee芯片设计了无线数据传输网络,实现了在楼宇内进行实时可靠的无线数据传输。 在系统的监控平台部分,采用JSP、AJAX、Struts、Hibernate等技术编写了Web服务程序,为用户和系统之间的交互提供了统一、简洁、美观的接口,使用户通过浏览器即可登录系统并对系统的运行状况进行实时的监视和控制;使用MYSQL数据库技术实现了系统运行数据的持久化存储,用户可以随时查看历史数据;编写了实现对系统进行自动监控功能的应用程序,使系统可以在无人员干预的情况下,运行在合理的状态,及时消除系统中可能存在的电能浪费现象。 文中详细介绍了系统的软、硬件组成,并分章介绍了系统的软、硬件的设计方法及思路。在硬件设计部分,论文中给出了使用STC15L2K60S2(STC15L2K60S2)单片机设计智能网关和智能温控器的电路结构图及电路原理图,并给出了使用CC2530F128RHAR芯片设计Zigbee网络节点的原理图。在软件设计部分,论文中介绍了精简型TCP/IP协议栈移植实现方法,给出了系统大部分单片机程序的流程图或源程序。在监控平台软件设计部分,论文中介绍了JSP、AJAX、Struts、 Hibernate等技术编写Web服务程序、数据持久化存储程序的方法,并介绍了系统远程实时控制和自动监控程序的实现方法。 在论文的最后对系统的功能和实现过程进行了总结,并指出了在未来的工作中需要对系统进行改进的地方及改进方向。


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