数据共享技术在燃气热泵空调网络监控系统中的应用

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)大连理工大学 作者:夏克盛

  局域网监控的方式已在燃气热泵(GHP)空调监控系统上得到成熟应用。为了迎合网络化需求,在局域网空调监控系统的基础上,设立网络服务器,采用服务器端数据库重建和数据共享技术,实现GHP空调的网络监控系统。本研究介绍基于WEB的远程监控方式,构建MySQL数据库和Tomcat服务器,采用Java语言,实现GHP空调系统的网络监控、远程服务和智能化管理功能,不仅极大地降低开发软件和应用软件的成本,还为系统在远程诊断和远程维护技术方面奠定技术基础。

1、引言

  多联式热泵空调自20世纪90年代初被引入我国市场后,由于其灵活的安装方式、便利的控制方式及计费手段等优势,得到广泛的应用,目前已被成功应用到楼宇、学校、医院、商务和别墅等建筑一体化设计中。燃气热泵空调是以天然气

  和液化石油气等燃气作为驱动能源,以燃气机为动力驱动的中央空调系统,可实现采暖、制冷和供应热水等用途。多联式燃气热泵空调,采用典型的压缩制冷技术,用燃气发动机带动压缩机进行制冷,和电力驱动的普通空调相比,它具有发动机缸套水自动除霜功能,所以在寒冷地区使用时,运行效率不受影响。对于空调系统的控制和管理,目前普遍实现的方式是通过LonWorks和BACnet等协议与楼宇自控系统相融合,实现楼宇集中管理与控制。

  近几年,物联网技术为空调行业的网络监控提供了许多新的管理方案,其中3G物联网空调可实现空调系统的远程查询、控制以及视频监控。

  多联式燃气热泵空调作为行业的一项重要技术产品,对其各项参数进行合理的监测与控制,对于整个空调系统进行应用管理,实现节能、环保、舒适的生活工作环境是至关重要的。在网络发展的带动下,基于局域网和单机监控的多联式燃气热泵空调系统已逐步不能满足用户需求,用户更习惯于网络作业,大量的工作,通过互联网进行远程作业。GHP空调的局域网内的管理系统虽然实现了集散式控制方式,但在节能环保、远程监控、远程维护、集中管理、海量数据分析等方面却远远落后,所以,在不影响多数中小用户的单机监控技术的情况下,方便实现空调系统的网络智能管理是非常重要的,这样对于节省开发成本、节省用户成本,使GHP空调系统网络监控以及管理功能优势最大化,都是很有利的。采用服务器端数据库重建技术,可以在局域网控制和广域网控制之间搭建一座桥梁,不仅实现空调网络的远程监管,而且借助强大的数据库功能,还可以实现各种数据智能分析,为用户提供更多的服务。

2、系统设计

  本系统在单机监控系统的基础上,利用数据共享的方法,构建局域网监控终端管理系统和网络服务器端的数据通讯通道,基于重建服务器数据库,使Web网络的远程系统得以实现。系统构成如图1所示。

 数据共享构建GHP网络监控系统

图1 数据共享构建GHP网络监控系统

  局域网监控终端安装有GHP空调系统监控软件,通过通讯适配器以LINK总线的方式与各集散室内外机连接,对集散系统进行数据采集、监测、控制和报警。各子网管理系统在监控过程中形成管理数据库,并以以太网的形式连接至网络服务器。

  局域网端数据库是在单机监控系统或局域网监控系统下形成的,根据应用要求,还有用户一直采用该种局域网GHP空调系统的监控方式,但随着网络的高速发展,物联网技术的出现,越来越多的用户希望通过互联网方便地实现空调系统的远程监控,本技术在保留原有单机或局域网监控方式的基础上,采用数据共享和数据库重建的方式,实现GHP空调系统的网络监控。

  本系统设计采用Java语言构架,构建子网端通讯软件和服务器端通讯软件,子网端通讯软件的功能是:(1)子网端的数据发送;(2)服务端的数据接收;(3)监控子网端数据库的数据变化。服务器端通讯软件的功能是:(1)服务器端数据的发送;(2)子网端的数据接收;(3)重建服务器端数据库;(4)监测子网端的通讯状态。基于服务器端重建的数据库,服务软件用于响应客户端的数据请求,完成客户端的数据和图表显示、控制命令接收。

  本系统是基于WEB的远程监控构架,系统设计采用Java语言、Tomcat服务器技术和MySQL数据库技术。

  以服务器端数据库重建实现远程监控的优势有以下几点:(1)不破坏原有局域网监控技术,满足了不同用户的需求;(2)大大减少了软硬件开发成本,不影响系统的运行效率;(3)由于把各子网数据库在服务器端重建,大量数据在服务器端具备了智能运算的条件,为整个产品的拓展开发和智能分析提供极好的数据资源,更好地服务用户;(4)由于采用Java及跨平台开发技术,用户远程监控设备不需要制定操作系统或安装客户软件,系统安全性也得到保障。

3、服务器数据库

  数据库采用MySQL5.5,在服务器端重建GHP数据库,如图2所示。

MySQL重建数据库

图2 MySQL重建数据库

  图3所示为室内机表的具体数据及类型,其中包括子网号、运行状态、运行时间、运行模式、风速、设定温度、室内温度等。

室内机数据

图3 室内机数据

  各子网监控系统实时把更新数据发给服务器,更新服务器数据库。在局域网监控中心的设备上,用Java编写局域网数据库网络管理软件,其界面如图4所示。

局域网数据库网络管理软件界面

图4 局域网数据库网络管理软件界面

  子网监控系统在正常运行的同时,使用预定的握手协议与服务器端口进行数据交互,通过这种交互方式,把各子网的数据库重建至服务器端。由于服务器归总了各子网的数据库数据,所以,它具有对各种数据进行综合比较及计算的能力。局域网内的智能监控系统可实现在管理系统中的GHP空调系统的集散式控制。多个子网控制系统如果存在于与一个大的区域,例如一个公司或一栋大楼,这将不利于集中管理,各种数据分析对比难度也将增加,不利于管理的有效性和快捷性,没有比较数据的支持,将不利于节能减排和安全处理的及时性,不利于远程监控管理和远程故障诊断,既增加了人力成本,技术成本和系统成本也随之增加。

  建立网络服务器,搭建服务器与各中央管理系统的数据交互平台,这样既不影响现有单机控制系统,而且节省成本且行之有效,在此平台上进行数据交互,服务器端接收相关数据后重建网络数据库,为授权的网络用户访问各子网系统服务,用户可对各子网系统进行监控,报警信息也可以通过网络及时反馈给网络用户。

4、监控效果显示

  单机GHP空调智能监控系统实现了室内外机系统的集中管理,通过LINK总线及数据交互设备,将区域性的多台空调机集中到一台计算机上进行监控和管理,实现了系统内室内机的分用户管理、分区域管理、室内机操作记录、分用户费用分配、室内机状态监控、遥控器权限管理、定时操作管理等功能。

  这里以基于WEB浏览器查询子网GHP空调的概况信息和耗电量与耗气量数据显示为例。子网GHP空调的概况信息包括连接状态、室

  内外机数量、运行的室内外机数量、总耗电(气)量等信息。除此之外,可以显示已连接系统的详细信息,例如每台室外机所附带室内机的数量、运行情况等信息;还可显示已连接系统的管理信息,例如密码管理、运行数据分析查询信息等。燃气热泵空调在运行过程中,能耗是一个重要参量。以单位时间内所消耗的天然气总量和电量为参考,建立耗电量和耗气量参数。可以通过耗电量和耗气量曲线的形式进行室内机耗电量、耗气量的统计与分析。

5、结语

  本文提出了一种采用数据共享技术和服务器端数据库重建技术,使用Java构架,结合Tomcat服务器技术,实现服务器和各子网GHP监控系统的数据共享,并服务于网络用户,解决了GHP空调的网络远程监控问题。采用集成后的大量子网空调参数数据,可实现用户管理功能,例如能耗、收费等统计数据的显示、对比,用户可针对性地制定GHP空调系统的各项业务策略。

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