基于“云端服務(wù)”的服務(wù)器機(jī)房空調(diào)遠(yuǎn)程控制

何宏貴 倪 輝

（合肥工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，安徽合肥230009）

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的發(fā)展，服務(wù)器運(yùn)用數(shù)量越來(lái)越多，而服務(wù)器24 h不間斷運(yùn)行必然釋放大量的熱量，如果服務(wù)器機(jī)房不能夠穩(wěn)定維持適宜的室溫，服務(wù)器設(shè)備將因過(guò)熱損壞并造成數(shù)據(jù)丟失。特別是夏季高溫季節(jié)，偶有突然停電事故發(fā)生，而一般空調(diào)不能斷電后自動(dòng)重啟，這將對(duì)服務(wù)器設(shè)備造成災(zāi)難性的影響，為了保障服務(wù)器設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全，服務(wù)器機(jī)房的空調(diào)管理變得越來(lái)越重要。

現(xiàn)有的空調(diào)遠(yuǎn)程控制解決方案，有的基于電力通信專(zhuān)網(wǎng)和單片機(jī)技術(shù)，有的基于GSM網(wǎng)絡(luò)和單片機(jī)技術(shù)，有的基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)技術(shù)，但大都成本較高且實(shí)施起來(lái)較為復(fù)雜。隨著互聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)服務(wù)器機(jī)房空調(diào)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制變得切實(shí)可行。

本文針對(duì)小型服務(wù)器機(jī)房設(shè)計(jì)了一種服務(wù)器機(jī)房空調(diào)遠(yuǎn)程控制裝置，運(yùn)用帶紅外遙控裝置的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，利用互聯(lián)網(wǎng)“云端服務(wù)”遠(yuǎn)程對(duì)服務(wù)器機(jī)房空調(diào)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視并對(duì)空調(diào)運(yùn)行進(jìn)行控制。

1 原理

1.1 紅外遙控原理

紅外遙控是一種無(wú)線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)、信息傳輸可靠、功耗低、成本低、易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn)，被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并越來(lái)越多地應(yīng)用到計(jì)算機(jī)和手機(jī)系統(tǒng)中。

紅外線又稱(chēng)紅外光波，在電磁波譜中，其波長(zhǎng)范圍為0.01～1 000 μm。紅外光按波長(zhǎng)范圍分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極紅外4類(lèi)。紅外遙控是利用近紅外光傳送遙控指令的，波長(zhǎng)為0.76～1.5 μm。用近紅外作為遙控光源，是因?yàn)槟壳凹t外發(fā)射器件（紅外發(fā)光管）與紅外接收器件（光敏二極管、三極管及光電池）的發(fā)光與受光峰值波長(zhǎng)一般為0.8～0.94 μm，在近紅外光波段內(nèi)，二者的光譜正好重合，能夠很好地匹配，可以獲得較高的傳輸效率及可靠性。

紅外遙控的發(fā)射電路是采用紅外發(fā)光二極管來(lái)發(fā)出經(jīng)過(guò)調(diào)制的紅外光波，紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成，它們將紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，再送后置放大器。接收電路一般由接收電路、放大電路、調(diào)制電路、指令譯碼電路、驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行電路等幾部分組成。接收電路將發(fā)射器發(fā)出的已調(diào)制的編碼指令信號(hào)接收下來(lái)并進(jìn)行放大后送解調(diào)電路，解調(diào)電路將已調(diào)制的指令編碼信號(hào)解調(diào)出來(lái)，即還原為編碼信號(hào)。指令譯碼器對(duì)編碼指令信號(hào)進(jìn)行譯碼，最后由驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電路實(shí)現(xiàn)各種指令的操作控制。

1.2 互聯(lián)網(wǎng)與“云端服務(wù)”

互聯(lián)網(wǎng)（Internet），或音譯因特網(wǎng)、英特網(wǎng)，是網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間所串聯(lián)成的龐大網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)以TCP/IP等一組通用的協(xié)議相連，形成邏輯上的單一巨大的全球化網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，有交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，各種不同的連接鏈路，種類(lèi)繁多的服務(wù)器和數(shù)不盡的計(jì)算機(jī)、終端。這種將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互相連接在一起的方法稱(chēng)作“網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”，在此基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的覆蓋全世界的全球性互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)互聯(lián)網(wǎng)，即互相連接在一起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

互聯(lián)網(wǎng)已成為目前信息社會(huì)的基礎(chǔ)，互聯(lián)網(wǎng)始于1969年的美國(guó)軍方的ARPA（阿帕網(wǎng)），20世紀(jì)80年代中期，為了共享大型主機(jī)的寶貴資源，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助建設(shè)NSF網(wǎng)，推動(dòng)了越來(lái)越多的人把Internet作為通信和交流的工具，一些公司還陸續(xù)在Internet上開(kāi)展了商業(yè)活動(dòng)，隨著Internet的商業(yè)化，其在通信、信息檢索、客戶(hù)服務(wù)等方面的巨大潛力被挖掘出來(lái)，使Internet有了質(zhì)的飛躍，并最終讓世界進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。

所謂“云端”，其實(shí)就是泛指網(wǎng)絡(luò)，名稱(chēng)來(lái)自工程師在繪制示意圖時(shí)常以一朵云來(lái)代表網(wǎng)絡(luò)。因此，“云端服務(wù)”就是“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)”。凡運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)溝通多臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算工作，或是透過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)取得由遠(yuǎn)程主機(jī)提供的服務(wù)等，都可以算是一種“云端服務(wù)”。

使用“云端服務(wù)”的好處是：企業(yè)不需投入大量資金采購(gòu)軟硬件，也不需要增加信息管理人員，只要透過(guò)云端服務(wù)供貨商所提供的服務(wù)，在很短的時(shí)間內(nèi)就可以迅速取得服務(wù)。這對(duì)分秒必爭(zhēng)的企業(yè)營(yíng)運(yùn)來(lái)說(shuō)，極大地提高了公司的營(yíng)運(yùn)效率。有了虛擬化的“云端服務(wù)”技術(shù)，個(gè)人和企業(yè)在云端的資料備份及后臺(tái)支援服務(wù)將得到相當(dāng)程度的保障。另外，聯(lián)網(wǎng)終端涵蓋PC、智能型手機(jī)、電子書(shū)等，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及和頻寬的提升，透過(guò)“云端服務(wù)”服務(wù)商提供的服務(wù)，企業(yè)和個(gè)人能夠通過(guò)自己的手持終端，迅速做出決策。

1.3 空調(diào)遠(yuǎn)程控制裝置設(shè)計(jì)

利用紅外遙控技術(shù)，通過(guò)相關(guān)設(shè)備廠商提供的“云端服務(wù)”，設(shè)計(jì)了一種空調(diào)遠(yuǎn)程控制裝置，如圖1所示。

系統(tǒng)硬件由手機(jī)、電腦、無(wú)線路由器、帶紅外（IR）遙控功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、壁掛式空調(diào)和柜式空調(diào)組成，使用前，選擇合適的位置安裝攝像機(jī)，使攝像機(jī)的紅外信號(hào)發(fā)射管在云臺(tái)回轉(zhuǎn)行程內(nèi)能對(duì)著空調(diào)室內(nèi)機(jī)的紅外信號(hào)接收窗口。調(diào)試步驟如下：

（1）注冊(cè)賬號(hào)：用手機(jī)在攝像機(jī)廠商官網(wǎng)APP Store下載相應(yīng)的APP，注冊(cè)賬號(hào)并登錄。

圖1 空調(diào)遠(yuǎn)程遙控原理圖

（2）攝像機(jī)與手機(jī)綁定：將攝像機(jī)接上電源，根據(jù)攝像機(jī)的語(yǔ)音提示在手機(jī)APP中添加攝像機(jī)并完成綁定，將攝像機(jī)用網(wǎng)線連接至路由器LAN口。

（3）遙控器對(duì)碼：在手機(jī)APP對(duì)應(yīng)攝像機(jī)參數(shù)設(shè)置中添加紅外遙控器，選擇對(duì)應(yīng)空調(diào)品牌進(jìn)行對(duì)碼（如果是未知品牌，可以通過(guò)學(xué)習(xí)自定義對(duì)碼）。

（4）遙控空調(diào)：在APP中添加遙控器后回到“軟件首頁(yè)”，點(diǎn)擊相應(yīng)的遙控器即可進(jìn)入控制界面，對(duì)空調(diào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)等相應(yīng)的控制（圖2）。

圖2 APP中空調(diào)遙控操作截圖

2 實(shí)驗(yàn)效果

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用手機(jī)APP在家中或外地遠(yuǎn)程監(jiān)控單位服務(wù)器機(jī)房的空調(diào)運(yùn)行狀況，效果良好。為提高安全系數(shù)，本單位的服務(wù)器機(jī)房采用了壁掛空調(diào)和柜式空調(diào)雙備份的解決方案，平時(shí)對(duì)兩個(gè)空調(diào)要進(jìn)行必要的維護(hù)保養(yǎng)，保證兩個(gè)空調(diào)都能正常運(yùn)行。白天環(huán)境溫度高，使用制冷功率7 300 W的柜機(jī)；夜晚環(huán)境溫度稍低，使用制冷量3 500 W的壁掛機(jī)。

另外，除了在手機(jī)APP上進(jìn)行服務(wù)器機(jī)房監(jiān)控外，在電腦上也可通過(guò)攝像機(jī)廠商的“云端服務(wù)”對(duì)服務(wù)器機(jī)房的空調(diào)運(yùn)行情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視（圖3）。可通過(guò)控制攝像機(jī)云臺(tái)水平和垂直回轉(zhuǎn)遠(yuǎn)程調(diào)整攝像機(jī)視角，實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)房實(shí)況，攝像機(jī)的錄像可保存在存儲(chǔ)卡上。

3 不足與改進(jìn)

本實(shí)驗(yàn)方案是在服務(wù)器機(jī)房聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下進(jìn)行的，手機(jī)APP的運(yùn)行依賴(lài)于通暢的互聯(lián)網(wǎng)和攝像機(jī)廠商的“云端服務(wù)”，提供了一種方便可行的服務(wù)器機(jī)房空調(diào)遠(yuǎn)程控制方案。不足之處是沒(méi)有實(shí)時(shí)的溫濕度監(jiān)控，如果再接入相應(yīng)的溫濕度傳感器，隨時(shí)能監(jiān)控服務(wù)器機(jī)房的溫度和濕度，那樣遠(yuǎn)程管理的效果將會(huì)更好。

圖3 電腦遠(yuǎn)程監(jiān)控畫(huà)面

本方案中，如果沒(méi)有帶紅外遙控功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，也可采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與紅外遙控設(shè)備組合的方案。

另外，服務(wù)器機(jī)房由于空調(diào)的運(yùn)行，室內(nèi)比較干燥，不利于服務(wù)器中散熱風(fēng)扇等含有軸承部件的保養(yǎng)，在日常工作中建議定期開(kāi)窗通風(fēng)，適當(dāng)放置一些綠色植物調(diào)節(jié)濕度并凈化空氣。