1、智能遠(yuǎn)程戶用系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)簡(jiǎn)析摘要 現(xiàn)代科技的巨大力量，打破了人們傳統(tǒng)的時(shí)空觀念。Wi-fi物聯(lián)網(wǎng)通信模塊技術(shù)在太陽(yáng)能熱水器監(jiān)控系統(tǒng)中已實(shí)現(xiàn)。只需使用智能電話便可對(duì)家中太陽(yáng)能熱水器進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且隨時(shí)隨地可通過(guò)智能手機(jī)查看家里太陽(yáng)能熱水器狀態(tài)并預(yù)約熱水使用時(shí)間。進(jìn)門便可享受熱水，而不需要等待。 關(guān)鍵詞 wi-fi物聯(lián)網(wǎng)通信模塊 戶用系統(tǒng)監(jiān)控 太陽(yáng)能APP 0 前言 由于太陽(yáng)能熱水器具有安全節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，成為我國(guó)太陽(yáng)能推廣利用最普及的產(chǎn)品。太陽(yáng)能熱水器已經(jīng)成為與電熱水器、燃?xì)鉄崴鞑⒘械?大熱水器產(chǎn)品之一。 我國(guó)太陽(yáng)能熱水器市場(chǎng)上絕大多數(shù)戶用太陽(yáng)能熱水器的控制系統(tǒng)還停留在溫度、水位和時(shí)間的本地控制

2、階段，不具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。即使控制器具有定時(shí)輔助加熱功能,也可能由于加熱后長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人使用需要再次加熱，從而對(duì)電能造成了浪費(fèi)。而且太陽(yáng)能熱水器通常需要配備大容積水箱來(lái)儲(chǔ)存熱水，在陰雨天或太陽(yáng)輻照量不足時(shí)，用戶需要較長(zhǎng)時(shí)間等待熱水加熱，使用舒適度大大降低。 現(xiàn)代科技的巨大力量，打破了人們傳統(tǒng)的時(shí)空觀念。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在太陽(yáng)能熱水器監(jiān)控系統(tǒng)中也已實(shí)現(xiàn)。只需使用智能電話便可對(duì)家中太陽(yáng)能熱水器進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且隨時(shí)隨地可通過(guò)智能手機(jī)查看家里太陽(yáng)能熱水器狀態(tài)并預(yù)約熱水使用時(shí)間。進(jìn)門便可享受熱水，而不需要等待。 戶用系統(tǒng)監(jiān)控組成（見(jiàn)圖1） 圖1 戶用系統(tǒng)監(jiān)控組成 系統(tǒng)監(jiān)控是由家用太陽(yáng)能控制儀表、Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)

3、傳輸模塊（以下簡(jiǎn)稱“傳輸模塊”）、家庭上網(wǎng)Wi-Fi路由、服務(wù)器集群管理平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“云服務(wù)平臺(tái)”）以及智能手機(jī)終端應(yīng)用程序（以下簡(jiǎn)稱“APP應(yīng)用”）等組成。 家用太陽(yáng)能控制儀表內(nèi)置/外接傳輸模塊通過(guò)Wi-Fi與家庭上網(wǎng)路由器連接，自動(dòng)接入互聯(lián)網(wǎng)并登陸云服務(wù)平臺(tái)與智能手機(jī)APP應(yīng)用程序的用戶ID匹配，建立數(shù)據(jù)直接互通。實(shí)現(xiàn)家用太陽(yáng)能控制儀表能通過(guò)智能手機(jī)APP應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能熱水器運(yùn)行數(shù)據(jù)的全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、報(bào)警和控制功能。 用系統(tǒng)監(jiān)控功能介紹 通過(guò)智能手機(jī)除了可以對(duì)常規(guī)家用太陽(yáng)能控制儀表的全部功能，如定時(shí)上水、定時(shí)加熱、水滿報(bào)警、缺水報(bào)警等功能進(jìn)行設(shè)置，還能實(shí)現(xiàn)熱水預(yù)約和節(jié)能量統(tǒng)計(jì)功能

4、。 熱水預(yù)約功能。當(dāng)用戶下班前確認(rèn)幾點(diǎn)回家后，在辦公室開(kāi)啟手機(jī)APP應(yīng)用程序，設(shè)定需要用熱水的時(shí)間點(diǎn)和熱水溫度，云服務(wù)平臺(tái)會(huì)根據(jù)太陽(yáng)能熱水器水箱當(dāng)前溫度、水位和電加熱功率以及太陽(yáng)輻照量來(lái)綜合計(jì)算輔助加熱開(kāi)啟時(shí)間，以確保用戶到家能享用舒適的熱水。熱水預(yù)約功能不僅能提高用戶的使用舒適度，還可以起到節(jié)能降耗的作用。由于太陽(yáng)能水箱放置在屋頂受環(huán)境溫度影響較大，定時(shí)加熱好的熱水會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間不用而產(chǎn)生大量熱損，因此根據(jù)用戶需求指令加熱可以有效節(jié)約因反復(fù)加熱而浪費(fèi)的電能。 節(jié)能量統(tǒng)計(jì)功能。云服務(wù)平臺(tái)能自動(dòng)記錄每個(gè)用戶的太陽(yáng)能熱水器每日吸收的太陽(yáng)能量和電加熱所消耗的能量，為用戶直觀地提供了每天、每月和每年太陽(yáng)

5、能熱水器所節(jié)省的能量。 3遠(yuǎn)程系統(tǒng)監(jiān)控架構(gòu)（見(jiàn)圖2） 遠(yuǎn)程系統(tǒng)監(jiān)控主要包括監(jiān)控設(shè)備、云服務(wù)器平臺(tái)、控制終端等。 圖2 遠(yuǎn)程系統(tǒng)監(jiān)控架構(gòu) 云服務(wù)器支持多服務(wù)器擴(kuò)展以滿足監(jiān)控設(shè)備容量需求，通過(guò)自主研發(fā)的基于云服務(wù)器操作系統(tǒng)BroadlinkOS，完成對(duì)各個(gè)服務(wù)器之間的協(xié)議管理和控制。 BroadlinkOS以linux操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)多CPU硬件系統(tǒng)的性能優(yōu)化，采用更加有效的內(nèi)存和cache管理方式，重新開(kāi)發(fā)更高性能的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，使其在網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)云處理上更加高效。 同時(shí)為了保證系統(tǒng)的高效穩(wěn)定，設(shè)計(jì)的容錯(cuò)機(jī)制，當(dāng)任何一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)異常，可以在數(shù)秒時(shí)間內(nèi)，完成云服務(wù)之間的切換，從而保證系統(tǒng)的正常

6、工作運(yùn)行。 監(jiān)控設(shè)備，在啟動(dòng)過(guò)程中，與云服務(wù)器建立連接，并保持與云服務(wù)器的連接狀態(tài)。 控制終端，可以為Android、Ios，或者其他的上網(wǎng)設(shè)備，通過(guò)云服務(wù)器，獲取設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)信息，從而與設(shè)備建立連接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制管理。 4 Wi-Fi遠(yuǎn)程智能控制模塊 Wi-Fi遠(yuǎn)程智能控制模塊，可以為客戶進(jìn)行定制化的遠(yuǎn)程監(jiān)控的項(xiàng)目。 模塊采用Wi-Fi通信方式，可以與杰澳電子云服務(wù)器平臺(tái)建立通信連接，同時(shí)配合杰澳電子的Android，IOS的SDK開(kāi)發(fā)包，可以實(shí)現(xiàn)定制化的界面開(kāi)發(fā)和功能開(kāi)發(fā)。圖3為系統(tǒng)方框圖： 圖3 系統(tǒng)方框圖 5 模塊的硬件結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖4） 圖4 模塊硬件結(jié)構(gòu) 模塊內(nèi)部通過(guò)MSP430單片機(jī)

7、，與Wi-Fi模塊WG1300相連，實(shí)現(xiàn)所有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧以及通信方式；通過(guò)LED指示燈，指示模塊的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，快速閃爍表示處于配置狀態(tài)，慢速閃爍，處于連接網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，常亮狀態(tài)，表示網(wǎng)絡(luò)連接正常。 同時(shí)通過(guò)UART接口與現(xiàn)有的太陽(yáng)能控制相連，通過(guò)TXD和RXD進(jìn)行控制器的配置和狀態(tài)獲取等功能。 6 APP應(yīng)用數(shù)據(jù)通信到模塊UART的透明接口 杰澳電子提供的SDK開(kāi)發(fā)包，通過(guò)云服務(wù)器和硬件模塊之后，可以與硬件模塊的UART接口建立透明的通信方式，即在SDK上層發(fā)送的命令，可以直接傳遞給UART接口，而命令返回可以直接傳遞給SDK的接口。 這樣在無(wú)需修改用戶原有的通信方式情況下，用戶無(wú)需了解TCP/

8、IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，無(wú)需了解云服務(wù)器架構(gòu)，即可以完成遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。 7 簡(jiǎn)單的Wi-Fi上網(wǎng)配置和認(rèn)證管理 用戶在使用Wi-Fi模塊時(shí)，只需要在設(shè)備進(jìn)入配置狀態(tài)時(shí)，通過(guò)手機(jī)的配置界面，搜索到需要連接的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，輸入密碼，手機(jī)就會(huì)自動(dòng)將模塊配置到該Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)；模塊收到配置命令之后，根據(jù)配置的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)SSID，密碼以及配置時(shí)間，動(dòng)態(tài)生成認(rèn)證碼。 手機(jī)根據(jù)配置的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)和密碼，也自動(dòng)會(huì)連接到該Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，從而可以自動(dòng)搜索到設(shè)備，并添加到管理列表；這樣只要手機(jī)能上網(wǎng)，即可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地對(duì)模塊設(shè)備的監(jiān)控功能。 總而言之，杰澳電子采用家庭Wi-Fi局域網(wǎng)的加密認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的配置和

9、設(shè)備的認(rèn)證以及添加到管理列表的功能，無(wú)需繁瑣的用戶名注冊(cè)、密碼設(shè)置等功能，極大地簡(jiǎn)化了用戶的安裝使用。 8 定制化的功能和界面開(kāi)發(fā) 根據(jù)客戶的具體需求，杰澳電子可定制化的功能和界面開(kāi)發(fā)，可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化客戶的開(kāi)發(fā)過(guò)程。 9 智能終端應(yīng)用程序介紹(見(jiàn)圖5） 針對(duì)該戶用監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的Ios及Android應(yīng)用程序適用于市面上絕大多數(shù)智能手機(jī)，大大提升了用戶體驗(yàn)，終端用戶可在任何地點(diǎn)，任何時(shí)間，隨心所欲地控制/監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)。其主要功能包括： 1. 具有水溫及水位實(shí)時(shí)顯示功能； 2. 可進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)切換； 3. 可設(shè)定溫度預(yù)約； 4. 可設(shè)定時(shí)間預(yù)約； 5. 具有進(jìn)水超水位、超水溫報(bào)警指示/推

10、送； 6. 用水時(shí)若水溫達(dá)不到設(shè)置值時(shí)，可無(wú)延時(shí)手動(dòng)開(kāi)啟加熱裝置； 7. 可計(jì)算系統(tǒng)節(jié)能減排量。 圖5 智能終端界面 10“傻瓜”式配置說(shuō)明 “傻瓜”式配置集成終端應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)配置方式，充分考慮了用戶使用簡(jiǎn)潔易聯(lián)性，無(wú)需通曉無(wú)線網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，只需輸入無(wú)線路由器上網(wǎng)密碼即可完成配置，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。應(yīng)用程序自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò)搜索、設(shè)備ID和認(rèn)證碼的獲取，用戶僅需知道當(dāng)前無(wú)線路由器的上網(wǎng)密碼，按以下步驟即可完成配置： 1.打開(kāi)手機(jī)Wi-Fi設(shè)置，手機(jī)登錄本地的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)掃描設(shè)備并添加到設(shè)備列表； 2.點(diǎn)擊查找到的設(shè)備，輸入當(dāng)前使用的無(wú)線路由器上網(wǎng)密碼即完成網(wǎng)絡(luò)配置； 3.用戶可自行編輯設(shè)備名稱、圖片等。 圖6為傻瓜式配置操作界面。 圖6 “傻瓜”式配置操作界面 11 結(jié)束