基于GPRS的中央空调远程监控系统的研究与设计

论文摘要

中央空调系统不管是机械结构、制冷系统还是控制系统都比普通家用空调要复杂得多，从市场反馈来看，故障率也比家用空调要高。制造商的专业设计人员不可能随时支持任何有问题的机组。由于现场维修人员的数量缺口以及专业能力的差异，维修的及时性、花费的时间和误判率都不尽如人意。而如果制造商的专业设计人员能够及时的了解机组的状态，特别是故障前后的状态，不管是机组在开发过程中的现场测试、支持现场的日常维护保养还是疑难杂症处理都有很大的帮助，同时也节约了制造商的开发和维护成本，提高了客户满意度。该文提出了一种基于中国移动现有GSM网络提供的GPRS服务的通信架构，实现中央空调远程监控，可以实现中央空调制造商从中国大陆任意通过中国电信接入因特网的PC上监控位于中国大陆的中国移动GSM网络覆盖下的任意中央空调机组。论文主要研究成果是：通过使用中央空调本地控制器的Modbus协议和RS-485接口的远程监控接口、本地的S3C2440A 32位嵌入式系统、GPRS DTU和远端PC，实现了对中央空调机组信息的实时监视、控制、数据保存。当中央空调机组与因特网通信中断时有数据备份保护机制。另外还支持简单的数据检索功能。在此过程中，针对中央空调制造商对远程监控系统性能的实际需求、对通信技术寿命的影响力和所需投入进行了分析，选择和合适通信总体架构和具体实现方案，并对RS-485通信信号的软件优化进行了探索。经内部测试和试用，能够满足中央空调远程监控的应用需求。与同类系统相比，具有应有范围广、成本低、实时性好的的特点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 中央空调开发、维修和维护对专用远程监控系统的需求
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 无通信的本地监控系统
• 1.2.2 基于通信的本地监控系统
• 1.2.3 基于通信并接入的本地监控或自动化系统的监控系统
• 1.3 研究的目标及其主要的内容
• 1.3.1 基于GPRS 的中央空调远程监控系统
• 1.3.2 研究的主要内容
• 1.4 本文的组织结构及其章节编排
• 第二章 相关技术与理论
• 2.1 公网和内网
• 2.2 GPRS 技术
• 2.3 RS-485 总线技术
• 2.4 C++ BUILDER
• 2.5 CSV文件
• 2.6 MODBUS 协议
• 2.6.1 Modbus 协议特点
• 2.6.2 ASCII和RTU格式
• 2.6.3 LRC 与CRC 校验
• 2.6.4 功能码3 与6
• 2.7 小结
• 第三章 通信总体架构分析与研究
• 3.1 远程通信方式的选择和实现
• 3.1.1 无线和有线
• 3.1.2 频段选择和实现技术
• 3.1.3 GPRS 接入方式的选择
• 3.2 中央空调控制器远程监控接口的选用
• 3.2.1 硬件接口
• 3.2.2 通信协议
• 3.3 选用32 位嵌入式系统的原因和作用
• 3.3.1 新增通信节点及其主要特征
• 3.3.2 新增通信节点的实现
• 3.4 制造商PC 平台的功能
• 3.4.1 PC 平台的总体方案选择
• 3.4.2 接入因特网的方式
• 3.5 通信总体架构
• 3.6 小结
• 第四章 本地通信系统架构设计与实现
• 4.1 GPRS DTU接入因特网
• 4.2 中央空调控制器远程监控接口的实现
• 4.2.1 RS-485 通信接口硬件实现要点
• 4.2.2 RS-485 通信接口软件实现要点
• 4.2.3 Modbus 协议的实现
• 4.3 32 位嵌入式平台的实现
• 4.4 通信节点之间的布线要点
• 4.4.1 RS-485 总线通信电缆选型
• 4.4.2 RS-485 总线拓扑结构
• 4.4.3 RS-485 总线屏蔽层接地
• 4.4.4 布线的实现
• 4.5 小结
• 第五章 远端PC 平台设计与实现
• 5.1 DNS 的实现
• 5.2 PC 端应用程序设计
• 5.2.1 TCP 通信
• 5.2.2 UART 通信
• 5.2.3 HMI设计
• 5.2.4 中央空调数据保存和检索
• 5.2.5 多线程的实现
• 5.3 小结
• 第六章 效果分析
• 6.1 测试过程
• 6.2 实测效果
• 6.3 效果对比
• 6.4 小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 本文工作回顾
• 7.2 成果及意义
• 7.3 存在的问题及进一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文