基于红外遥控的楼宇空调集中控制系统

谢敬锐 柳虔林 王世玲 刘星程 张江

摘要：目前的楼宇空调控制系统主要有两大类别：一是采用DDC（直接数字控制器）控制的中央空调控制系统;二是基于Ayla云平台的物联网空调控制系统。然而对于没有部署中央空调的楼宇或是涉密程度较高不能连接互联网的通信机房，这两种技术都不符合实际应用的要求。本文设计了一种运行于内网基于红外遥控的空调集中控制方案，该方案针对以上两种方案的局限性，对技术应用的通用性和安全性做出了合理的权衡。

关键词：空调控制;通信机房;红外遥控;物联网

中图分类号：TP399 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）22-0233-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 研究背景

随着信息化技术的不断发展，高校和企事业单位通信机房的服务器和网络设备数量越来越多，设备24小时不间断运行必然释放大量热量，如果机房不能保持稳定的室内温度，设备将会因过热而造成损坏，严重的甚至会引起火灾。通信机房固然都部署有空调，然而到了夏季用电的高峰期，极易发生跳闸或停电事故。据统计，多数空调并没有断电后自动恢复的功能，这样的事故必将对设备安全和数据安全造成灾难性影响。近年来，如何对楼宇空调尤其是通信机房的空调进行实时、集中的远程控制和管理已经成了一个技术研究的热点。本文立足于中小型企事业单位的应用需要，提出了一种成本更低、安全性更好的空调集中控制方案，这种方案对当前主流的空调控制技术做出了借鉴、取舍和改进。

2 目前常见的空调远程控制技术

现有的空调控制系统主要可以分为两类：一种是采用DDC（直接数字控制器）控制的中央空调控制系统，这样的系统往往在楼宇建设之前就已经做好设计规划，后期再续建、改建的成本很高，一般应用于大型企事业单位或是高档工业园区。另一种是以Ayla云平台为代表的物联网空调控制系统，这种技术将空调的实时参数连接到Ayla云平台，用户可通过手机终端对机房空调进行查看和远程控制。

中央空调控制系统的优点在于系统运行稳定可靠、安全性可以达到硬件级别;存在的问题是通信机房空调的建设和楼宇建设同步展开，后期如果要将普通办公区改为通信机房，在空调改造方面会产生较高的成本且实施困难。运行于Ayla云平台的空调控制系统部署使用简单，只要空调支持联网，建设的成本几乎为零。然而这种技术在两种情况下不适用：一种是由于园区环境或单位规定的限制，在办公区不能连接互联网的企事业单位;一种是由于单位涉密程度高，机房空调参数不允许传输到互联网云平台的单位。

3 基于红外的内网空调远程控制系统

本文提出的内网空调远程控制方案的基本思想是建立一个基于“局域网云平台”的空调控制系统，该系统通过红外摄像机的遥控功能监测并控制空调的实时温度和运行情况，所有的红外摄像机接入局域网，并由一個全天候运行于服务器的监控平台实时控制（若内网支持无线扩展也可用手机APP监控），从而实现了在局域网内对整个楼宇空调的全面控制和管理。和前文所述的两种空调控制技术相比，本文提出的方案除了添置红外摄像机之外不需要更多的硬件成本，系统也不用运行于互联网，从而规避了上述两种主流技术的不足。

3.1 红外遥控技术及红外遥控摄像机

红外遥控技术是一种经典的无线控制技术，在电子设备控制尤其是家用电器控制领域已经广泛采用，我们日常使用的电视遥控器、空调遥控器采用的都是红外遥控技术。在电子产品日趋智能化的今天，很多诸如电灯、洗衣机、微波炉等传统电子设备都可以通过智能终端进行无线连接和控制，而连接这些末端设备的手段就是红外遥控技术。

对电子设备进行红外遥控可以使用专用的红外遥控设备实现，本文采用具有红外遥控功能的网络摄像机对空调进行远程遥控，之所以选用网络摄像机来遥控空调主要出于以下两点考虑：（1）几乎所有的通信机房都设置有摄像机，这些摄像机一般都连接在单位的局域网，直接使用现有的网络摄像机来实现系统功能可以节约成本、提高资源利用率。（2）单纯的红外设备不具备采集机房实时视频的功能，而调用实时视频是空调控制系统的基本要求，对于本身没有设置摄像机的机房与其部署两个设备（红外控制设备和网络摄像机），不如只部署一个。

3.2 系统架构及功能实现

本文利用红外遥控技术，通过将控制空调运行的“云平台”和末端设备统一接人局域网，实现了一种运行于内网的空调远程控制系统，如图1所示：

系统由服务器、手机终端（可选）、红外摄像机、空调和局域网的相关网络设备组成。部署步骤如下：

（1）安装并对准红外摄像机。选择合适的距离和角度安装部署红外摄像机，使得摄像机的红外收发装置能够和空调的红外收发装置对准，从而能够稳定、可靠地传输信号。

（2）将摄像机和服务器监控平台（或手机终端）绑定。将摄像机设置IP并接人局域网，根据摄像机厂商的技术资料在监控平台中完成摄像机的添加和绑定。是否使用手机终端进行控制由单位保密要求或是单位局域网是否支持无线扩展来决定。

（3）遥控器对码：对每台摄像机和其对应的空调进行红外对码（根据空调品牌对码，如果空调品牌未知，可进行自定义对码）。

（4）集中控制和管理。上述步骤完成后，在服务器上部署的监控平台（或手机终端）即可对整个楼宇的空调进行自动化管理。监控平台的基本功能包括：对楼宇各机房实时温度的感知和查看、对温度不符合要求的机房进行自动温度调节、对机房过高温度的报警、生成日志等功能。

4 结语

本文提出的基于红外技术的内网空调控制方案优势主要体现在以下两个方面：（1）部署成本低。几乎所有的家用或工业空调都支持红外遥控，而多数支持红外的网络摄像头都可以直接应用于本系统，所以方案可以最大限度地利用现有设备从而降低部署成本。（2）安全性高。系统部署于内网，不存在参数泄漏或是控制终端被劫持的风险，而且对于很多企事业单位而言，内网的安全性都有各种软硬件的保障，这也为系统带来了同等的安全性。

参考文献：

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【通联编辑：唐一东】

作者简介：谢敬锐（1986-），男，广西桂平人，学士，云南省军区数据信息室网络运维室主任，主要研究方向：网络工程、网络安全;刘星程（1985-），女，云南晋宁人，学士，云南省军区数据信息室助理工程师，主要研究方向：网络运维与管理;王世玲（1992一），女，河北遵化人，学士，云南省军区数据信息室助理工程师，主要研究方向：网络运维与管理;柳虔林（1966-），男，云南玉溪人，博士，云南省军区数据信息室高级工程师，主要研究方向：网络工程、网络安全;通讯作者：张江（1981-），男，云南大理人，硕士，云南省军区数据信息室工程师，主要研究方向：数据库与信息系统，GIS。