基于6LowPAN技术和云服务的楼宇节能监控系统及监控方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制领域，且特别涉及一种基于6LOWPAN技术和云服务的楼宇节能监控系统及监控方法。
【背景技术】
[0002]随着社会进步，高楼大厦日益进入人们的工作生活。由于楼宇存在人员流动大、管理不便、能源浪费严重等问题，市场上出现了一系列的楼宇控制系统。主流的楼宇控制器仍采用有线、集中控制，需要进行综合布线，安装使用麻烦，后期维修困难。随着无线连接可靠性上升、成本下降，无线楼宇节能控制系统更多的投入了使用。
[0003]目前，ZigBee技术是主要的无线传感器网络通信协议，基于ZigBee协议的产品已经实现了市场化。但是，ZigBee技术是一种与IP技术互不兼容的协议，要实现两种基于不同协议体系架构的网络互连需要诸如协议转换等比较复杂的技术手段。这样不仅意味着成本的增加，而且由于节点不能直接与IP网络互联，就无法实现用户与无线传感网络节点之间的端到端请求通讯。另外，ZigBee联盟是一个以盈利为目的的国际性组织，ZigBee核心技术并不开放。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服现有无线楼宇节能控制系统中ZigBee技术无法与IP技术相兼容的问题，提供一种基于6LowPAN技术和云服务的楼宇节能监控系统及监控方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种基于6LowPAN技术和云服务的楼宇节能监控系统包括无线节点控制模块、6LowPAN通信模块、云服务器以及终端。无线节点控制模块包括控制主体和分别电性连接控制主体的无线模块、采集模块以及控制模块，控制主体接收采集模块所采集的无线节点的状态数据并通过无线模块输出，或通过无线模块获取控制指令并将该控制指令转换为控制策略后传输至控制无线节点状态的控制模块。6LowPAN通信模块包括6LowPAN网络和6LowPAN网络协调器，6LowPAN网络协调器为每个无线节点分配唯一的IPv6地址，无线模块通过6LowPAN网络与6LowPAN网络协调器进行数据交换。云服务器通过以太网与6LowPAN网络协调器进行数据交换。终端通过以太网访问云服务器，向云服务器发送控制指令。
[0006]于本发明一实施例中，云服务器包括自主学习模块，自主学习模块根据米集模块采集的无线节点的状态数据形成自动控制策略，并将自动控制策略经6LowPAN网络和控制主体输出至控制模块。
[0007]于本发明一实施例中，控制模块包括接收自动控制策略的红外控制器和开关量控制器。
[0008]于本发明一实施例中，控制模块具有RS485通信接口或RS232通信接口。
[0009]于本发明一实施例中，采集模块为电流传感器、温度传感器、湿度传感器、光照传感器或PM2.5传感器。
[0010]于本发明一实施例中，无线模块与6LOWPAN网络协调器间以单播或组播方式进行数据交换。
[0011]于本发明一实施例中，终端为手机客户端和网页端。
[0012]与上述监控系统相对应的，本发明还提供一种基于6LowPAN技术和云服务的楼宇节能监控方法，该方法包括监测方法和控制方法。监测方法包括:获取无线节点的状态数据；将该状态数据通过6LowPAN网络传输至6LowPAN网络协调器；6LowPAN网络协调器将该状态数据经以太网传输至云服务器；云服务器对该状态数据进行存储、根据状态数据自主学习形成自动控制策略并将状态数据和自动控制策略传输至终端。控制方法包括:云服务器通过以太网获取终端的控制指令，并将该控制指令转换为控制策略后经以太网传输至6LowPAN网络协调器；6LowPAN网络协调器通过6LowPAN网络、无线模块以及控制主体将控制策略传送控制模块，控制模块改变无线节点的工作状态。
[0013]于本发明一实施例中，控制策略还包括手动控制策略。
[0014]综上所述，本发明提供的基于6LowPAN技术和云服务的楼宇节能监控系统及监控方法与现有技术相比具有以下优点:
[0015]采用可与IP技术相兼容的6LowPAN协议作为无线传感器网络通信协议，6LowPAN网络协调器为每一个无线节点分配唯一的IPv6地址，用户可通过该唯一的IPv6地址访问每一个无线节点，实现用户与无线节点之间的端到端请求通讯。这使得单个无线节点能够像个人电脑进行通信，实现无线传感网络与IP网络的无缝互连，同时也保证了传感网络中节点间的端到端通信。进一步的，6LOWPAN所有技术标准都可以从其官方网站上获取，其核心TCP/IP协议是目前用户量最大的协议，运行稳定可靠，以此为基础设计无线通讯网络更容易促进标准化，具有更好的兼容性。
[0016]且基于云服务器，用户可以轻松通过网页、微信、APP客户端、甚至发微博控制楼宇各种电器，当有异常发生时也可以第一时间获得相关情况。另外，云服务器端能方便的进行调整、升级、扩展。
[0017]此外，通过在云服务器上设置自动学习模块，自动学习模块可以根据采集到的无线节点的状态数据形成最佳的自动控制策略。终端可以基于该自动控制策略来实现楼宇电气的自动控制，不仅舒适又节能且楼宇的控制更加智能，大幅度提高工作效率。
[0018]为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0019]图1所示为本发明一实施例提供的基于6LowPAN技术和云服务的楼宇节能监控系统的整体工作框图。
[0020]图2所示为图1中无线节点控制模块的原理框图。
[0021]图3所示为本发明一实施例提供的基于6LowPAN技术和云服务的楼宇节能监控方法中监测方法的流程图。
[0022]图4所示为本发明一实施例提供的基于6LowPAN技术和云服务的楼宇节能监控方法中控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]如图1和2所示，本实施例提供的基于6LowPAN技术和云服务的楼宇节能监控系统包括无线节点控制模块l、6LowPAN通信模块2、云服务器3以及终端4。无线节点控制模块I包括控制主体11和分别电性连接控制主体11的无线模块12、采集模块13以及控制模块14，控制主体11接收采集模块12所采集的无线节点的状态数据并通过无线模块13输出，或通过无线模块13获取控制指令并将该控制指令转换为控制策略后传输至控制无线节点状态的控制模块14。于本实施例中，采集模块13为与楼宇电器相连接的无线网络传感器，该无线网络传感器的类型可以很多。优选的，设置采集模块13包括采用电器电流信号的电流传感器、采集楼宇环境温湿度的温度传感器和湿度传感器、采集楼宇光照的光照传感器以及采集楼宇内部PM2.5的指标的PM2.5传感器。其中电流传感器可为霍尔电流传感器或电流互感器。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，用户可以根据实际的使用需求增加其它类型的传感器。
[0024]在实际使用中，无线网络传感器的使用受其供电的电源的寿命所限制，而数据的传输和消耗将会消耗很多的电能，因此，为延长无线网络传感器的使用时间，通过6LowPAN网络设置无线网络传感器在一定是时间内进行休眠，如在信号不敏感的阶段休眠。于本实施例中，如图2所示，无线节点控制模块I还包括电源以及用于输入和输出的按键、显示器。
[0025]6LowPAN通信模块2包括6LowPAN网络21和6LowPAN网络协调器22。6LowPAN网络协调器22为楼宇内每个无线节点100分配唯一的IPv6地址。采集模块13采集楼宇内各无线节点100的状态数据，将该状态数据发送至控制主体11，控制主体11将该状态数据传输至无线模块13，无线模块13通过6LowPAN网络将该状态数据传输至6LowPAN网络协调器。
[0026]由于6LowPAN与IP技术可以无缝兼容，因此，6LowPAN网络协调器可直接通过以太网将各无线节点100的状态数据发送至云服务器3上。而基于云服务器3用户可以通过终端4直接接受各无线节点100的状态数据。于本实施例中，终端4为手机客户端，即用户可通过手机APP或微信等方式接收来至各无线节点100的状态数据。然而，本发明对此不作任何限定。于其他实施例中，用户可以通过网页端，如微博等方式接收各无线节点100的状态数据。基于6LowPAN与IP技术的无缝兼容，用户可在远程通过各种基于以太网的终端来监测楼宇内各无线节点100的状态，楼宇工作人员无需进行巡逻即可实时掌控楼宇每部信息，大大降低了楼宇监控工作的成本，大大提高了监控效率。
[0027]本发明提供的基于6LowPAN技术和云服务的楼宇节能监控系统除上述监测功能夕卜，还具有远程控制的功能。
[0028]基于6LowPAN与IP技术的无缝兼容且6LowPAN网络协调器22为楼宇内每个无线节点100分配唯一的IPv6地址，故用户可通过