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空调集中控制系统

编辑：酒泉矿用变压器厂家日期：2019-04-29 人气：338

1.1 现状
现在市面上空调的集中控制方式主要采用安装中央空调，通过专门的控制面板对各出风口进行控制。但由于中央空调必须开凿风道，成

本较高。而且，控制网络的搭建和风道的维护都需要大量的资金投入。因此，中央空调并没有广泛应用在学校、医院、宾馆等公共场所。
1.2 分析与设想
经我们对空调能源浪费问题的总结与分析，认为造成大量能源浪费的主要原因为：空调温度设置不合理、闲置空调关闭不及时以及空调

的随意滥用。
因此，我们希望设计一套控制系统，从而实现对大批量独立空调设备进行远程集中控制;保留空调独立控制的特性;监测空调的使用状态

，以便及时操作;系统具有良好的兼容性，具有学习功能，可以适应各型号空调;系统操作简单，没有专业技术要求;不改变空调的原有结构;

控制多样化，可控制的设备不局限于空调。
1.3 科学前提
1.经调研我们发现，空调的控制方式普遍为红外遥控，并且短期内会被取代。
2.通过对市面上红外遥控器的控制信号的解析，我们发现目前市面上所使用的红外载波类型存在着品牌差异，不同型号的空调设备所使

用的载波频率各不相同，因此若想达到良好的兼容效果，我们的系统必须具有红外学习功能。
3.随着网络技术的发展，现在的绝大多数公共场所都已经实现了民用无线网络(wifi)的覆盖。通过路由器，可以将无线网络覆盖范围内

的网络设备连http://sanya.cybxgg.com/接到同一网络当中，每一网络设备从路由器获取由路由器指定的唯一的ip地址，便于设备区分，同时也方便进行集中控制。
2 设计
2.1 方案选择
从实际角度出发，我们将系统分为硬件外设和控制软件两部分，将硬件外设固定在空调附近，由控制软件远程发送集中控制指令。
由科学前提1，我们将本系统的控制方式选定为由wifi控制红外遥控信号的发送与接收;
由科学前提2，我们将本系统的控制信号解析方式采用保留载波的无差别控制信号波形解析，通过学习功能记录遥控器发出的遥控波形，

需要控制时按原样发出，实现控制指令的下达;
由科学前提3，我们将本系统的控制网络建立在民用无线网络基础上，用户无须重新建立控制网络。
2.2 功能概述
当系统处于初始状态时，尚未存储任何指令信息，须先进行控制指令学习。进入指令学习模式后，硬件外设将遥控器发出的红外信号解

码，经由路由器搭建的无线网络上传至数据库中。当系统进入控制模式后，客户端从数据库中调用已经学习过的控制指令数据，经由无线网

络发送给多个硬件外设，再由硬件外设将数据转换为红外信号发射，从而实现对批量空调的远程控制。
3 硬件功能的实现
硬件外设主要由三部分组成，分别是wifi网络模块、红外编解码模块、无线路由器。

3.1 wifi网络模块
wifi网络模块可以自动从路由器获得指定的IP地址，用于信息的网络通讯，通过串口与红外模块连接，进而实现红外编解码模块信息交

互的网络化。当系统处于指令学习模式时，该模块负责接收红外模块从串口传递的解码后的红外指令数据，将数据经无线网络存储到客户端

电脑的指定数据库中;当系统处于控制模式时，该模块负责接收由客户端经由网络发送的控制指令数据，将数据经由串口传递给红外编解码模

块。

3.2 红外编解码模块
红外编解码模块实现红外信号的接收与发送，通过串口与wifi网络模块连接。当系统处于指令学习模式时，该模块负责接收红外遥控器

发送的红外信号，将其解码后经由串口将数据传递给wifi网络模块;当系统处于控制模式时，该模块负责接收wifi网络模块经由串口发送的红

外指令数据，将其编码后转为红外控制信号经由红外发射管发射出去，从而实现对空调的控制。

3.3 无线路由器
无线路由器负责搭建用于通讯的无线网络，为客户端与wifi模块的无线通讯提供了必要的网络基础。当系统处于指令学习模式时，传递

由wifi网络模块发送客户端接收的红外控制指令数据;当系统处于控制模式时，传递客户端发送、wifi网络模块接收的红外控制指令数据。
4 控制软件
软件控制分为PC端和Android手机端，用于远程控制指令的下达。PC端作为主控制端同时也作为Android手机端的服务器端，手机端可以

从PC端下载相应型号的控制指令，从而实现控制指令的共享。
4.1 PC客户端
PC端与wifi模块之间主要以套接字通讯的形式进行数据传输。为了避免出现任务阻塞，用户拥有更好的体验感，各按键之间采用多线程操作

。
开发平台：Microsoft Visual Studio
数据库：Microsoft SQL Server
4.1.1 登录界面
管理员进行身份验证，通过验证后可进入控制系统操作界面。
4.1.2 房间控制界面
管理员可以监测此时各房间空调的运行状态;选定相应的房间单击确认可以进入相应的控制界面。
4.1.3 控制界面
管理员通过单击各功能键可以发送与功能键对应的控制指令，例如：“开机”，“定风”，“定时1h”，“温度19”，“制冷”等指令

，从而将空调设置为相应状态。

4.1.4 房间管理界面
管理员可以查看到可以管理的房间，以及相应房间的空调型号;在此界面，管理员可以对现有的房间进行删除，同时也可以输入相应房间

信息，在选择空调型号后新建可管理的房间。
4.1.5 指令学习界面
管理员可以新建可控空调的型号。在连接到学习网络之后，输入空调型号，单击不同的按键，系统会进入相应的学习模式，在提示“开

始学习”之后，在距离硬件外设红外接收管5~10cm处按下遥控器上对应的功能键，在提示“学习成功”后表示已完成对应功能的学习。最后

点击“保存”按键，将该型号的控制指令保存至数据库。
4.1.6 指令管理界面
管理员可以查看各个型号空调的指令学习情况，也可以通过选中相应空调型号单击“删除指令”删除该型号的控制指令。双击某一型号

的某个指令会弹出特定指令的修改窗口。
4.1.7 指令修改界面
管理员可以对某一控制指令进行修改。点击“重新学习”按钮会重新进入该指令的学习模式，操作方法与指令学习界面相同，点击“清

除功能”按钮会清楚该控制指令，点击“保存修改”可保存对该指令的修改。
4.1.8 系统功能界面
除以上功能之外，客户端还支持管理员帐号的创建与注销，以及登录密码的修改等常规功能。
4.2 Android手机端
为了保留各空调独立控制的特性，我们特意开发了手机客户端，方便用户对空调进行灵活自由的控制。Android手机端可以作为客户端从

PC端下载控制指令，将指令作为文件存储在手机内部的存储空间，发送指令时读取文件内容，同样通过套接字通讯发送给硬件外设的wifi模

块。
开发平台：eclipse
界面及功能：通过该界面，管理员可以在手机上实现空调设备远程控制。点击各功能键可以发送相应的控制指令。
5 应用拓展
由于空调是红外遥控，同样其他红外设备也可应用到此系统当中。目前家用电器大多是由红外远程遥控，配合红外遥控插排该系统也可

广泛应用于智能家居领域。只要将硬件外设安装在合适位置，便可以实现家居智能化。