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随着互联网技术的飞速发展,基于Internet的应用服务种类越来越多,以网络为中心的信息服务和应用服务受到各行各业的重视。在以信息家电、智能家居、智能小区及中央空调的发展为背景的前提下,本文特别针对网络空调远程监控系统软硬件的设计作了详细研究与设计。中央空调系统改善了人们的生活居住环境及工作质量,但同时对其能源的消耗量却是非常巨大的。对于中央空调控制系统来说,目前的中央空调控制技术基本上属于分散控制,且每个控制器只能监控其所管辖范围的中央空调机组的状态,这对于整个监控系统的智能管理非常不利,而且也很浪费能源。另外,对于空调故障维修一般以派员出差的形式进行,由于事先无法得到准确的故障数据,增加了整个系统维修时间,因此研制出一套通过网络对空调进行远程监控与管理的系统是非常重要和迫切的,并具有划时代意义和社会价值。
近几年来网络应用技术越来越趋于成熟,网络在安全性、实时性、可靠性等方面逐步提高,从而使得我们可以将网络技术与控制技术相结合的同时,随着单片机技术的迅速发展,目前在51系列等单片机的基础上已研制出许多多功能、低功耗、低价格、高速度强I/O功能和大存储容量等特点的单片机,因此,在此前提下,我们是完全可以设计出一套低成本的基于嵌入式TCP/IP的网络空调远程监控系统。
本课题的研究是利用互联网技术、基于GSM/GPR无线移动通信网络技术,并使用GPRS分组传送及手机短信功能,综合单片机嵌入式应用技术、SQLite数据库、Java和JSP技术等设计研究出网络空调远程控制系统。
本系统设计的主要任务是实现一个基于嵌入式TCP/IP协议的网络空调远程监控系统,嵌入式TCP/IP是本系统用来实现远程数据通信与控制的基础语言,嵌入式内核、通信接口、通信协议是系统实现的核心,其硬件由RTL8139D(L)和AT90S8535两个子模块构成,分别负责发送相关数据及接收从以太网传送的数据。互联网与GSM/GPRS无线移动通信网络是用来作为数据远程传输的中间媒介,嵌入式Web服务器主要是负责现场空调温度、湿度数据的采集及对空调控制器的控制。采用JSP技术将工作数据以Web网页的形式发布,并提供了网页交互管理功能及手机短信功能来完成对中央空调的远程管理与控制。系统提供RJ45接口连接Ethernet网络,并用RS-485接口连接现场空调。考虑到整个系统的完整性,最后设计了空调故障自诊断系统与合法网络用户安全认证系统。
经实验证明,该网络空调远程监控系统基本上能完成本地控制台的大部分功能,且设计思维方法新颖、工作可靠、管理方式灵活高效,该设计方法同样适用于同类中央空调产品系统并具有积极的社会意义。