基于物聯(lián)網(wǎng)的中央空調(diào)SCADA系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、節(jié)能減排是國家制定的發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略方針,而中央空調(diào)系統(tǒng)已成為城市建筑最主要的能耗系統(tǒng)之一,因此研究中央空調(diào)的智能化控制與節(jié)能化管理,在國家提倡節(jié)能降耗的大環(huán)境下具有及其重要的意義。本文基于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)結(jié)構(gòu),融合新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),采用物聯(lián)網(wǎng)的感知、網(wǎng)絡(luò)通信和應(yīng)用三層分層構(gòu)建機(jī)制,設(shè)計(jì)了一套基于物聯(lián)網(wǎng)的中央空調(diào)SCADA遠(yuǎn)程系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了中央空調(diào)末端設(shè)備的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、節(jié)能化遠(yuǎn)程控制。圍繞中央空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2、以及系統(tǒng)各層設(shè)備的功能實(shí)現(xiàn),論文主要進(jìn)行了以下研究工作:
　　1、在研究了物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,基于SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的中央空調(diào)SCADA系統(tǒng)三層架構(gòu),詳細(xì)論述了系統(tǒng)每層的核心設(shè)備及實(shí)現(xiàn)方案。
　　2、詳細(xì)分析了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層的通信結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議,采用Modbus/TCP協(xié)議和網(wǎng)關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)和ZigBee的互聯(lián)與通信,提供了系統(tǒng)多種組網(wǎng)方法。
　　3、完成了系統(tǒng)感控層核心設(shè)備

3、溫控器節(jié)點(diǎn)的軟硬件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)選用低成本、低功耗的STM32F103VET作為主控制器,在嵌入式操作系統(tǒng)的支撐下,通過引入TCP/IP協(xié)議棧LwIP以及Modbus協(xié)議棧FreeModbus,實(shí)現(xiàn)了溫控器ModbusRTU通訊和ModbusTCP通訊,同時(shí)基于Web服務(wù)和IAP技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)總線上實(shí)現(xiàn)了該溫控器的軟件遠(yuǎn)程自動(dòng)更新功能,解決了多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)遠(yuǎn)程升級(jí)困難,維護(hù)繁瑣的問題。
　　4、給出了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層核心設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)

4、現(xiàn)方法。硬件采用模塊化、接口化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)理念,實(shí)現(xiàn)了主控制器STM32最小系統(tǒng)和各個(gè)通信模塊的電路設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)開發(fā)了ModbusTCP網(wǎng)關(guān)服務(wù)和ZigBee網(wǎng)關(guān)服務(wù)程序,實(shí)現(xiàn)了不同鏈路上數(shù)據(jù)幀的相互轉(zhuǎn)換,完成了感知網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)的互聯(lián)。
　　5、采用力控組態(tài)軟件完成了系統(tǒng)應(yīng)用層監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì),繪制了監(jiān)控界面,建立了I/O設(shè)備與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫連接,并實(shí)現(xiàn)了基于B/S結(jié)構(gòu)的Web服務(wù),遠(yuǎn)程用戶可以通過瀏覽器對(duì)中央空調(diào)末端設(shè)備進(jìn)行智能控