校園外景設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)

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摘要：為有效控制校園外景設(shè)備，提高外景設(shè)備使用壽命，降低外景設(shè)備耗能，設(shè)計了一種校園外景設(shè)備控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要通過移動終端實現(xiàn)對校園外景設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)主要包括移動端控制模塊、無線通信模塊、外景設(shè)備控制模塊。

關(guān)鍵詞：外景設(shè)備；遠(yuǎn)程控制；移動端APP；系統(tǒng)實現(xiàn)

學(xué)校是社會體系的一部分，同時也是消耗水能、電能的大戶。目前，各級學(xué)校由于工作員工及校園內(nèi)各類耗能設(shè)備的增多，出現(xiàn)了管理維護工作繁重、能源浪費嚴(yán)重的現(xiàn)象[1]。本設(shè)計開發(fā)了一個基于移動終端控制的校園外景設(shè)備控制系統(tǒng)，主要通過智能移動終端實現(xiàn)對校園外景設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。通過利用無線傳輸與控制系統(tǒng)實現(xiàn)對校園內(nèi)路燈、灌溉設(shè)施、光美化等校園外景設(shè)備的遠(yuǎn)程實時控制，實現(xiàn)校園節(jié)能和節(jié)約人力成本的目的。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)主要包括外景設(shè)備（包括控制模塊、無線通信模塊）、控制端模塊（包括移控制端模塊、遠(yuǎn)程控制平臺）兩部分。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.1外景設(shè)備

外景設(shè)備主要包括設(shè)備控制模塊和無線通信模塊。控制模塊的主要功能是控制設(shè)備的啟動/停止。無線通信模塊根據(jù)外景設(shè)備自身的特點及所處位置，分別選用Wi-Fi模塊、GPRS模塊和藍(lán)牙模塊3種不同通信方式。

1.2控制端模塊

控制端模塊主要包括移動控制端和遠(yuǎn)程控制平臺兩個模塊。移動控制端模塊主要是采用手機、平板等移動終端通過使用Wi-Fi、GPRS以及藍(lán)牙等通信方式，實現(xiàn)對外景設(shè)備的實時控制。遠(yuǎn)程控制平臺的主要功能是遠(yuǎn)程顯示外景設(shè)備的實時運行狀態(tài)以及遠(yuǎn)程控制設(shè)備的運行。

1.2.1Wi-Fi模塊本系統(tǒng)Wi-Fi模塊選擇的是ESP8266，ESP8266模塊屬于串口轉(zhuǎn)無線芯片，內(nèi)部自帶固件，用戶無需編寫時序信號，操作簡單。ESP8266模塊引出6個引腳，如圖2所示，其中有4個引腳用于通信。

1.2.2藍(lán)牙模塊本系統(tǒng)中藍(lán)牙通信模塊選用HC-05，本模塊有兩種工作模式：命令響應(yīng)和自動連接。第一種模式下，可以通過配置AT指令，實現(xiàn)與單片機直連，實現(xiàn)透傳[2]。HC-05模塊引腳如圖3所示。

1.2.3單片機選擇本系統(tǒng)選擇STC90C516RD單片機，該單片機具有抗干擾強、運算速度高、功耗低的優(yōu)點。單片機引腳如圖4所示[3-4]。

2系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1外景設(shè)備模塊

系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖5所示。主要通過單片機和PLC實現(xiàn)對外景設(shè)備的實時啟動/停止控制?？刂颇K通過無線通信模塊接收來自控制端的控制指令，對外景設(shè)備進行實時控制。

2.2控制端模塊

2.2.1遠(yuǎn)程控制平臺遠(yuǎn)程控制平臺采用VB.NET+MySql數(shù)據(jù)庫開發(fā)，系統(tǒng)采用B/S模式。遠(yuǎn)程控制平臺主要功能是實時顯示外景設(shè)備的運行狀態(tài)，將外景設(shè)備的啟停狀態(tài)可視化。同時，移動控制端通過訪問遠(yuǎn)程控制平臺實時查看外景設(shè)備的運行狀態(tài)，根據(jù)運行狀態(tài)對外景設(shè)備進行控制。

2.2.2移動控制端移動控制端APP采用AndroidStudio開發(fā)，通過移動端的Wi-Fi模塊、藍(lán)牙模塊以及GPRS卡實現(xiàn)和外景設(shè)備的通信，將實時控制指令發(fā)送給外景設(shè)備控制模塊，實現(xiàn)對外景設(shè)備的實時移動控制，提高外景設(shè)備控制的控制效率。移動端控制端APP如圖6所示。

3性能分析

經(jīng)實踐測試，通過采用課題設(shè)計的校園外景遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)能有效地實現(xiàn)對校園外景設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，提高了外景設(shè)備使用壽命，降低了外景設(shè)備的耗能。

參考文獻：

［1］馮俊麗.校園能源設(shè)計方法學(xué)研究［D］.天津：南開大學(xué)，2013.

［2］朱昭華.淺析藍(lán)牙技術(shù)［J］.電聲技術(shù)，2018，42（4）：70-72.

［3］郭天祥.新概念51單片機C語言教程入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略［M］.2版.北京：電子工業(yè)出版社，2018.

［4］周長鎖.單片機通信技術(shù)應(yīng)用實例［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2018.

作者：張凱寧 楊啟明 黃瑞鑫 閆浩澤 田宇琦 李愛寧 單位：河北水利電力學(xué)院