基于紅外遙控的樓宇空調(diào)集中控制系統(tǒng)

謝敬銳 柳虔林 王世玲 劉星程 張江

摘要：目前的樓宇空調(diào)控制系統(tǒng)主要有兩大類別：一是采用DDC（直接數(shù)字控制器）控制的中央空調(diào)控制系統(tǒng);二是基于Ayla云平臺的物聯(lián)網(wǎng)空調(diào)控制系統(tǒng)。然而對于沒有部署中央空調(diào)的樓宇或是涉密程度較高不能連接互聯(lián)網(wǎng)的通信機(jī)房，這兩種技術(shù)都不符合實(shí)際應(yīng)用的要求。本文設(shè)計(jì)了一種運(yùn)行于內(nèi)網(wǎng)基于紅外遙控的空調(diào)集中控制方案，該方案針對以上兩種方案的局限性，對技術(shù)應(yīng)用的通用性和安全性做出了合理的權(quán)衡。

關(guān)鍵詞：空調(diào)控制;通信機(jī)房;紅外遙控;物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）22-0233-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

1 研究背景

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，高校和企事業(yè)單位通信機(jī)房的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量越來越多，設(shè)備24小時(shí)不間斷運(yùn)行必然釋放大量熱量，如果機(jī)房不能保持穩(wěn)定的室內(nèi)溫度，設(shè)備將會因過熱而造成損壞，嚴(yán)重的甚至?xí)鸹馂?zāi)。通信機(jī)房固然都部署有空調(diào)，然而到了夏季用電的高峰期，極易發(fā)生跳閘或停電事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，多數(shù)空調(diào)并沒有斷電后自動恢復(fù)的功能，這樣的事故必將對設(shè)備安全和數(shù)據(jù)安全造成災(zāi)難性影響。近年來，如何對樓宇空調(diào)尤其是通信機(jī)房的空調(diào)進(jìn)行實(shí)時(shí)、集中的遠(yuǎn)程控制和管理已經(jīng)成了一個(gè)技術(shù)研究的熱點(diǎn)。本文立足于中小型企事業(yè)單位的應(yīng)用需要，提出了一種成本更低、安全性更好的空調(diào)集中控制方案，這種方案對當(dāng)前主流的空調(diào)控制技術(shù)做出了借鑒、取舍和改進(jìn)。

2 目前常見的空調(diào)遠(yuǎn)程控制技術(shù)

現(xiàn)有的空調(diào)控制系統(tǒng)主要可以分為兩類：一種是采用DDC（直接數(shù)字控制器）控制的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)往往在樓宇建設(shè)之前就已經(jīng)做好設(shè)計(jì)規(guī)劃，后期再續(xù)建、改建的成本很高，一般應(yīng)用于大型企事業(yè)單位或是高檔工業(yè)園區(qū)。另一種是以Ayla云平臺為代表的物聯(lián)網(wǎng)空調(diào)控制系統(tǒng)，這種技術(shù)將空調(diào)的實(shí)時(shí)參數(shù)連接到Ayla云平臺，用戶可通過手機(jī)終端對機(jī)房空調(diào)進(jìn)行查看和遠(yuǎn)程控制。

中央空調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠、安全性可以達(dá)到硬件級別;存在的問題是通信機(jī)房空調(diào)的建設(shè)和樓宇建設(shè)同步展開，后期如果要將普通辦公區(qū)改為通信機(jī)房，在空調(diào)改造方面會產(chǎn)生較高的成本且實(shí)施困難。運(yùn)行于Ayla云平臺的空調(diào)控制系統(tǒng)部署使用簡單，只要空調(diào)支持聯(lián)網(wǎng)，建設(shè)的成本幾乎為零。然而這種技術(shù)在兩種情況下不適用：一種是由于園區(qū)環(huán)境或單位規(guī)定的限制，在辦公區(qū)不能連接互聯(lián)網(wǎng)的企事業(yè)單位;一種是由于單位涉密程度高，機(jī)房空調(diào)參數(shù)不允許傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)云平臺的單位。

3 基于紅外的內(nèi)網(wǎng)空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

本文提出的內(nèi)網(wǎng)空調(diào)遠(yuǎn)程控制方案的基本思想是建立一個(gè)基于“局域網(wǎng)云平臺”的空調(diào)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過紅外攝像機(jī)的遙控功能監(jiān)測并控制空調(diào)的實(shí)時(shí)溫度和運(yùn)行情況，所有的紅外攝像機(jī)接入局域網(wǎng)，并由一個(gè)全天候運(yùn)行于服務(wù)器的監(jiān)控平臺實(shí)時(shí)控制（若內(nèi)網(wǎng)支持無線擴(kuò)展也可用手機(jī)APP監(jiān)控），從而實(shí)現(xiàn)了在局域網(wǎng)內(nèi)對整個(gè)樓宇空調(diào)的全面控制和管理。和前文所述的兩種空調(diào)控制技術(shù)相比，本文提出的方案除了添置紅外攝像機(jī)之外不需要更多的硬件成本，系統(tǒng)也不用運(yùn)行于互聯(lián)網(wǎng)，從而規(guī)避了上述兩種主流技術(shù)的不足。

3.1 紅外遙控技術(shù)及紅外遙控?cái)z像機(jī)

紅外遙控技術(shù)是一種經(jīng)典的無線控制技術(shù)，在電子設(shè)備控制尤其是家用電器控制領(lǐng)域已經(jīng)廣泛采用，我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娨曔b控器、空調(diào)遙控器采用的都是紅外遙控技術(shù)。在電子產(chǎn)品日趨智能化的今天，很多諸如電燈、洗衣機(jī)、微波爐等傳統(tǒng)電子設(shè)備都可以通過智能終端進(jìn)行無線連接和控制，而連接這些末端設(shè)備的手段就是紅外遙控技術(shù)。

對電子設(shè)備進(jìn)行紅外遙控可以使用專用的紅外遙控設(shè)備實(shí)現(xiàn)，本文采用具有紅外遙控功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)對空調(diào)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，之所以選用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)來遙控空調(diào)主要出于以下兩點(diǎn)考慮：（1）幾乎所有的通信機(jī)房都設(shè)置有攝像機(jī)，這些攝像機(jī)一般都連接在單位的局域網(wǎng)，直接使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能可以節(jié)約成本、提高資源利用率。（2）單純的紅外設(shè)備不具備采集機(jī)房實(shí)時(shí)視頻的功能，而調(diào)用實(shí)時(shí)視頻是空調(diào)控制系統(tǒng)的基本要求，對于本身沒有設(shè)置攝像機(jī)的機(jī)房與其部署兩個(gè)設(shè)備（紅外控制設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)），不如只部署一個(gè)。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)及功能實(shí)現(xiàn)

本文利用紅外遙控技術(shù)，通過將控制空調(diào)運(yùn)行的“云平臺”和末端設(shè)備統(tǒng)一接人局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了一種運(yùn)行于內(nèi)網(wǎng)的空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，如圖1所示：

系統(tǒng)由服務(wù)器、手機(jī)終端（可選）、紅外攝像機(jī)、空調(diào)和局域網(wǎng)的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。部署步驟如下：

（1）安裝并對準(zhǔn)紅外攝像機(jī)。選擇合適的距離和角度安裝部署紅外攝像機(jī)，使得攝像機(jī)的紅外收發(fā)裝置能夠和空調(diào)的紅外收發(fā)裝置對準(zhǔn)，從而能夠穩(wěn)定、可靠地傳輸信號。

（2）將攝像機(jī)和服務(wù)器監(jiān)控平臺（或手機(jī)終端）綁定。將攝像機(jī)設(shè)置IP并接人局域網(wǎng)，根據(jù)攝像機(jī)廠商的技術(shù)資料在監(jiān)控平臺中完成攝像機(jī)的添加和綁定。是否使用手機(jī)終端進(jìn)行控制由單位保密要求或是單位局域網(wǎng)是否支持無線擴(kuò)展來決定。

（3）遙控器對碼：對每臺攝像機(jī)和其對應(yīng)的空調(diào)進(jìn)行紅外對碼（根據(jù)空調(diào)品牌對碼，如果空調(diào)品牌未知，可進(jìn)行自定義對碼）。

（4）集中控制和管理。上述步驟完成后，在服務(wù)器上部署的監(jiān)控平臺（或手機(jī)終端）即可對整個(gè)樓宇的空調(diào)進(jìn)行自動化管理。監(jiān)控平臺的基本功能包括：對樓宇各機(jī)房實(shí)時(shí)溫度的感知和查看、對溫度不符合要求的機(jī)房進(jìn)行自動溫度調(diào)節(jié)、對機(jī)房過高溫度的報(bào)警、生成日志等功能。

4 結(jié)語

本文提出的基于紅外技術(shù)的內(nèi)網(wǎng)空調(diào)控制方案優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：（1）部署成本低。幾乎所有的家用或工業(yè)空調(diào)都支持紅外遙控，而多數(shù)支持紅外的網(wǎng)絡(luò)攝像頭都可以直接應(yīng)用于本系統(tǒng)，所以方案可以最大限度地利用現(xiàn)有設(shè)備從而降低部署成本。（2）安全性高。系統(tǒng)部署于內(nèi)網(wǎng)，不存在參數(shù)泄漏或是控制終端被劫持的風(fēng)險(xiǎn)，而且對于很多企事業(yè)單位而言，內(nèi)網(wǎng)的安全性都有各種軟硬件的保障，這也為系統(tǒng)帶來了同等的安全性。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】

作者簡介：謝敬銳（1986-），男，廣西桂平人，學(xué)士，云南省軍區(qū)數(shù)據(jù)信息室網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維室主任，主要研究方向：網(wǎng)絡(luò)工程、網(wǎng)絡(luò)安全;劉星程（1985-），女，云南晉寧人，學(xué)士，云南省軍區(qū)數(shù)據(jù)信息室助理工程師，主要研究方向：網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維與管理;王世玲（1992一），女，河北遵化人，學(xué)士，云南省軍區(qū)數(shù)據(jù)信息室助理工程師，主要研究方向：網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維與管理;柳虔林（1966-），男，云南玉溪人，博士，云南省軍區(qū)數(shù)據(jù)信息室高級工程師，主要研究方向：網(wǎng)絡(luò)工程、網(wǎng)絡(luò)安全;通訊作者：張江（1981-），男，云南大理人，碩士，云南省軍區(qū)數(shù)據(jù)信息室工程師，主要研究方向：數(shù)據(jù)庫與信息系統(tǒng)，GIS。