基于云计算的吸收式制冷机组管理系统

摘要

目前，吸收式制冷机以热能作为驱动能源，成为制冷节能技术的研究热点。制冷机监控系统的开发作为制冷技术研究一大分支，对于吸收式制冷机效率的提升有着重要意义。当下在设备监控领域，基于云计算的实时设备监控系统发展迅猛。云计算通过虚拟化技术，抽象硬件资源为云监控系统节省了硬件开发、维护成本，提高了监控系统的稳定性。同时，云计算采用按用户需求分配资源的模式，大大提升了监控系统对应用环境的适应能力。本设计以新型吸收式制冷实验机组作为被控对象，开发了基于云计算的管理系统。本文具体工作如下：
　　首先，总结吸收式制冷机组与云计算的研究现状，研究新型制冷机组的运行原理与控制方式，并以此为依据完成对机组远程云管理系统的总体设计。系统采用感知执行层、管理层、通信层与平台层四层网络构架，完成对机组参数采集与控制、数据汇总、数据传输和云平台数据管理的功能。
　　其次，完成了对嵌入式云网关与电子膨胀阀控制节点的硬件设计。嵌入式云网关采用ARM作为主控芯片，外围设计RS232、GPRS、网卡等接口电路。本设计通过对电子膨胀阀工作原理与实际工况条件的分析，设计了基于CAN总线的通信接口电路以及步进电机控制节点，实现了对电子膨胀阀的现场总线控制。
　　然后，分析系统使用的TCP/IP协议、CAN协议、Modbus协议与EDP协议，设计了各协议在本系统中的转换模型。在对嵌入式云网关的软件设计中，使用Linux系统，搭载qtopia图形应用平台，采用多线程技术，实现运行参数的采集、数据通信、SQLite参数存取和云平台数据共享等功能模块的并发运行。开发了电子膨胀阀节点控制程序，通过驱动CAN驱动器与电机驱动芯片，实现数据通信与电子膨胀阀动作。
　　最后，在云平台上建立了吸收式制冷机组数据管理系统。通过对嵌入式接入设备与数据流的注册，将实际运行参数与云平台实验数据相连接。并在数据管理系统的基础上，搭建制冷机云管理可视化应用，完现对制冷机组的远程管理。
　　本系统通过云技术实现了远程数据存储、展示与控制。解决了当前实验机组缺少数据共享与远程管理功能的问题。系统采用的基于云计算的远程管理方式，对于目前物联网远程监控与数据存储具有实际应用价值。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题的主要研究内容

1.4 本章小节

第2章 基于计算管理系统设计概述

2.1 管理系统设计需求

2.2 管理系统设计总体架构

2.3 制冷机组运行原理与采集控制单元设计

2.4 云计算应用原理与云平台选用

2.5 本章小结

第3章 硬件设计

3.1 机组硬件总体框架

3.2 嵌入式云网关硬件设计

3.3 制冷机数据采集系统设计

3.4 电子膨胀阀控制系统设计

3.5 本章小结

第4章 软件设计

4.1 嵌入式系统协议栈

4.2 嵌入式Linux系统

4.3 智能云网关程功能模块程序设计

4.4 电子膨胀阀控制节点软件设计

4.5 本章小结

第5章 云平台软件开发

5.1 云平台特性

5.2 云平台总体设计

5.3 云平台设备接入与管理

5.4 监控平台应用开发

5.5 本章小结

第6章 制冷机组管理系统测试

6.1 嵌入式云网关通信测试

6.2 系统整机测试

6.3 本章小结

第7章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况