基于IPv6网络通讯技术的集群空调管控系统的设计与实现

摘要

国家经济的持续高速发展带动空调产业的迅猛增长，如今无论是居家住户还是在各种公共场所，都能看到空调设备的身影。空调市场的不断扩大，对于空调设备的集中管控的功能需求也不断增多，随之也出现了一些急需处理的问题。空调管控系统主要为集群内若干空调设备提供各种实时的服务，并对空调设备进行集中管理和控制，保证集群内空调设备的合理、安全运行，提高空调设备的运行质量和改善集群空调设备运行的经济性，为实现节约能源和降低损耗、人与自然和谐发展做出新贡献。本文所做的主要工作如下:
　　(1)首先介绍了组建空调管控系统的研究背景与意义和国内外发展现状，在“互联网+”的大背景下，随着大数据以及物联网时代的到来，本论文着力于全力发展下一代互联网的多种创新型应用，主要针对目前集群内空调设备的集中管控的技术手段，详细讨论了整个集群空调管控系统的需求性分析和功能性分析，探讨足以能够取代IPv4网络的新一代IPv6网络技术在空调管控系统中的应用，通过软硬件结合的方式，选择与确立系统的整体设计方案，实现集群内空调设备的统一收发、节能减排与智能管理。
　　(2)其次分析了空调管控系统的基本特点和所要实现的集群功能、场景控制功能、定时功能以及远程控制等基本功能。空调管控系统分别从感知层、网络层和应用层三个层面进行分析，其中总体设计方案主要由网络层和应用层组成的IPv6软件技术设计和感知层的硬件电路设计组成。系统首先在集群内选定所需要管控楼宇，对楼宇内的空调设备进行线路铺设，将空调主控板与本文所设计的RS485转接板相连，再将转接板间进行手拉手相连接入工控机，工控机通过IPv6网络连接各类交换机与路由器传送空调指令。其中IPv6网络的使用需要进行相对较长的部署和实现，IPv6网络协议、IPv6路由设计与地址划分，将数据传入后台服务器中，服务器调取数据库中的数据信息。
　　(3)最后通过web前端、Bootstrap和JS技术搭建框架，构建集群空调管控系统智能管理平台，将集群内的空调设备、IPv6网络有机的结合起来，在网页端对整个空调系统的管控，从而实现对集群内各个楼层的空调和具体每台空调设备的智能管控。
　　本文集群空调管控系统设计的实现，可以使集群内空调设备的工作量大大降低，解放额外人力资源，让空调设备在无人的情况下运作，并设定出合适的室内温度，提高空调设备的使用效率，达到节约能源、提高运作效率的效果。在接口IPv6应用方面，可以有效防止未来IP资源紧缺问题的出现，使空调管控系统采集到的数据得到更大程度的利用，加强整个系统之间的资源共享。总之，IPv6技术的应用能使集群内空调设备更好的为用户服务，也为社会的能源资源和可持续发展做出贡献。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外发展现状

1．2．1 国内发展现状

1．2．2 国外发展现状

1．3 本文主要核心技术

1．3．1 IPv6网络协议

1．3．2 IPv6的网络部署技术

1．3．3 空调管控技术

1．4 论文组织结构

第二章 空调管控系统总体方案设计

2．1 空调管控系统功能需求分析

2．1．1 需求分析

2．1．2 功能分析

2．2 空调管控系统总体方案设计

2．2．1 空调管控系统硬件设计

2．2．2 空调管控系统软件设计

2．3 关键技术

2．3．1 IPv6基本介绍

2．3．2 IPv6主要技术

2．3．3 空调管控通信传输协议

2．4 本章小结

第三章 空调管控系统硬件设计

3．1 硬件总体设计

3．1．1 设计原理

3．1．2 功能分析

3．2 通信模块

3．2．1 RS485通信电路设计

3．2．2 通信功能实现

3．3 工控机模块

3．4 本章小结

第四章 集群空调管控系统中IPv6的网络部署

4．1 IPv6协议总体部署

4．1．1 拓扑图

4．1．2 设备选型

4．2 空调管控系统中IPv6网络的路由与地址设计

4．2．1 路由设计

4．2．2 地址划分

4．3 IPv6网络配置

4．3．1 安装IPv6协议与配置IPv6地址

4．3．2 配置IPv6 DNS

4．4 本章小结

第五章 基于IPv6网络的空调管控系统的构建与测试

5．1 空调管控系统在IPv6网络中的搭建

5．1．1 系统平台搭建的内容

5．1．2 IPv6网络的拓扑结构

5．2 空调管控系统管理方法

5．2．1 网关功能与管理

5．2．2 数据库管理

5．3 空调管控系统的功能与实现

5．3．1 管控平台设计特点

5．3．2 实时管控平台界面设计

5．3．3 管控平台界面控制过程

5．3．4 系统测试与实施现场

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

附表

致谢

攻读硕士学位期间研究成果