LoRa智慧溫泉物聯(lián)網(wǎng)管控系統(tǒng)

　　1 項目背景

　　健康自古以來是人類孜孜以求的目標，溫泉度假已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)健康養(yǎng)生的重要方式之一。越來越多的跡象表明，休閑度假旅游將成為旅游需求的主體。溫泉旅游度假區(qū)是度假旅游目的重要類型之一。

　　國內(nèi)外溫泉旅游度假區(qū)的發(fā)展演化規(guī)律表明，溫泉旅游度假區(qū)在旅游設(shè)施和項目上，從簡易化、單一化向高層次、多樣化發(fā)展;在環(huán)境營造上，從忽視環(huán)境的營造到追求高質(zhì)量的環(huán)境，從室內(nèi)封閉的沐浴環(huán)境轉(zhuǎn)向建設(shè)露天溫泉;在旅游功能上，從單純的溫泉治療，到溫泉治療與休閑娛樂并重，再到多種旅游功能綜合發(fā)展的演變。

　　因此可以預(yù)測，營造高質(zhì)量的度假環(huán)境，提供高檔次的康體旅游產(chǎn)品，具備舒適周到的旅游服務(wù)，以及塑造鮮明的文化特色將成為溫泉旅游度假區(qū)發(fā)展的新趨向。

　　結(jié)合現(xiàn)代高科技、高智能的信息系統(tǒng)，打造智慧型溫泉養(yǎng)生產(chǎn)品及旅游服務(wù)運營系統(tǒng)，實現(xiàn)智慧旅游體驗及運營管理是溫泉發(fā)展趨勢。為此北京創(chuàng)羿興晟科技發(fā)展有限公司為此研發(fā)了多款LoRa產(chǎn)品，例LoRa控制終端CY-LRB-102、LoRa控制終端CY-LRW-102等產(chǎn)品，還有多款產(chǎn)品正在研發(fā)中，通過LoRa窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對溫泉池內(nèi)水溫及水位的實時監(jiān)測及調(diào)節(jié)控制，打造基于LoRa的智慧溫泉物聯(lián)網(wǎng)管控系統(tǒng)。

　　一臺LoRa控制終端可連接多個水溫傳感器及水位傳感器、水閥、開關(guān)等。LoRa遠距離通信，大大減少了中繼的成本。

　　2 系統(tǒng)組成

　　基于LoRa的智慧溫泉物聯(lián)網(wǎng)管控系統(tǒng)由水溫傳感器CY-WSD-103、水位傳感器CY-YW-101、LoRa控制終端CY-LRB-102或LoRa控制終端CY-LRW-102、數(shù)據(jù)采集器及云數(shù)據(jù)管理平臺等幾個部分組成。

　　系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示，主要包括中心機房服務(wù)器即云數(shù)據(jù)管理平臺、LoRa控制終端CY-LRB-102或LoRa控制終端CY-LRW-102、數(shù)據(jù)采集器設(shè)備。其中LoRa控制終端設(shè)備連接水溫傳感器CY-WSD-103、水位傳感器CY-YW-101、水閥、水泵開關(guān)等終端設(shè)備，用于檢測溫泉池內(nèi)實時水溫、水位情況及水池開關(guān)情況，同時接收控制信號用于控制水閥開關(guān)從而調(diào)節(jié)溫泉池內(nèi)水溫及水位;數(shù)據(jù)采集器在本系統(tǒng)中起到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的作用，數(shù)據(jù)采集器通過RS485線與LoRa控制終端設(shè)備連接，通訊協(xié)議為modbus-RTU，數(shù)據(jù)采集器通過網(wǎng)線服務(wù)器相連，通訊協(xié)議為TCP/IP，數(shù)據(jù)采集器將兩種協(xié)議的信號進行轉(zhuǎn)換;中心機房服務(wù)器用于存儲及管理數(shù)據(jù)。

　　平板設(shè)備安裝于每個浴池房間內(nèi)，可實時顯示浴池內(nèi)水溫及水位數(shù)據(jù)。用戶通過平板的觸摸點擊，控制房間中浴池的水溫及水位。平板通過wifi與服務(wù)器相連，服務(wù)器由此接收平板發(fā)出的指令信息;與LoRa設(shè)備進行通訊，對LoRa設(shè)備發(fā)出控制信號。

　　用戶手機及管理人員手機通過wifi 與服務(wù)器通訊，可隨時了解特定浴池的實時情況;手機發(fā)出控制信號到服務(wù)器端，可實時、定時控制浴池中水溫及水位情況。

　　服務(wù)器端通過對采集的水溫傳感器CY-WSD-103、水位傳感器CY-YW-101及水泵開關(guān)的數(shù)據(jù)的分析處理，智能分析每個接入傳感器及開關(guān)的狀態(tài)，并轉(zhuǎn)換成有價值的信息，供授權(quán)用戶訪問使用。由此可見，該系統(tǒng)可實現(xiàn)上電即用、網(wǎng)絡(luò)簡單、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)下發(fā)、抗干擾等功能，實現(xiàn)溫泉池數(shù)據(jù)的采集、管理與控制。

　　系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

　　系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖

圖2 系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖

　　系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖

圖3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖

　　3 系統(tǒng)主要功能

　　3.1 數(shù)據(jù)采集

　　水溫傳感器、水位傳感器、水泵開關(guān)等的數(shù)據(jù)通過有線方式傳遞給云中心進行智能分析和處理;

　　3.2 就地顯示

　　本地設(shè)置控制及顯示面板，包括啟動開關(guān)、恒溫設(shè)置、高溫開關(guān)、低溫開關(guān)、排水開關(guān)、水位設(shè)置、實時水溫顯示、房間號顯示、使用時間顯示等;

　　3.2 數(shù)據(jù)存儲

　　系統(tǒng)可對歷史數(shù)據(jù)進行存儲，形成知識庫，以備隨時進行處理和查詢;

　　3.3 數(shù)據(jù)分析

　　系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)通過直觀的形式向用戶進行實時展示，當溫泉池水溫、水位數(shù)值超過事先設(shè)置值時系統(tǒng)自動報警，系統(tǒng)提供日報等歷史報表;

　　3.4 實時控制

　　用戶通過本地觸摸屏優(yōu)先查看與設(shè)置溫泉池內(nèi)的水溫和水位，可進行即時或預(yù)約控制;

　　水溫自動控制：包括水溫溫度設(shè)定控制和水溫體感控制兩種模式;

　　水溫溫度設(shè)定控制：低于設(shè)定溫度，自動加熱;高于設(shè)定溫度，補低溫水;使水溫保持在設(shè)定溫度;

　　水溫體感控制，根據(jù)客人在泡池中體感溫度，需要提高溫度，自動加熱;設(shè)定加熱檔次，每檔加熱按照確定的范圍設(shè)定(如1~2度);反之，補低溫水降低溫度;

　　水位自動控制：使水位保持在設(shè)定位置，低于設(shè)定水位時補水，高于設(shè)定水位時泄水;

圖4 觸摸屏界面示意圖

　　3.5 手機監(jiān)控

　　用戶通過手機進行登錄認證后，在溫泉酒店的同一wifi 網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的任何時間、任何地點均可實現(xiàn)對溫泉池水溫、水位等數(shù)據(jù)的遠程查看與控制，可進行預(yù)約控制;

　　3.6 服務(wù)器端集中管理和控制

　　中心機房的服務(wù)器可在后臺對溫泉酒店的所有浴池進行集中統(tǒng)一控制、管理所有泡池，包括就地控制顯示的所有功能;

圖5 溫泉池狀態(tài)顯示界面

圖6 客戶信息管理界面

圖7 溫泉池管理界面

　　4 系統(tǒng)設(shè)計

　　4.1 手機連入控制設(shè)計原理與思路

　　在園區(qū)內(nèi)(包括洗浴區(qū)、餐廳等)有一個局域網(wǎng)，手機、平板觸摸屏設(shè)備都可以通過wifi連接到這個網(wǎng)絡(luò)。手機通過訪問服務(wù)器中某一溫泉池的ip，發(fā)送信號到服務(wù)器，進而達到查詢或控制溫泉池水溫、水位的目的。手機端的控制為預(yù)約控制，即在特定時刻開始調(diào)節(jié)溫泉池內(nèi)的水溫和水位。

　　4.2 服務(wù)器的基本功能設(shè)計

　　服務(wù)器主要功能為：

　　保存客戶信息;

　　保存配置信息;

　　查看溫泉池、客戶的歷史數(shù)據(jù)及操作記錄;

　　信息實時顯示，可顯示所有溫泉池的即時狀態(tài);

　　遠程控制，可遠程控制任一或所有溫泉池的水溫、水位。

　　4.3 控制部分設(shè)計原理與思路

　　主控部分為系統(tǒng)自動控制核心所在。除硬件部分的特殊控制如安全控制，其他自動化部分都在這部分控制：

　　參數(shù)都是配置的，并可以保存，保存以文件形式為主;

　　參數(shù)改動后保存到文件中;

　　規(guī)則屬于參數(shù)的一部分，保存形式如上;

　　高層接口到嗎實現(xiàn)初步設(shè)計為java代碼;

　　顯示部分通過訪問高層接口函數(shù)來實現(xiàn)。

　　4.4 硬件部分設(shè)計原理與思路

　　通過壓力傳感器測量泡池中水位的多少，并將信號傳遞到泡池水系統(tǒng)LoRa控制終端設(shè)備，通過下方的排水管上的電磁閥的開閉來調(diào)節(jié)泡池中水位的高低;

　　通過泡池回水管上的溫度傳感器測量泡池內(nèi)水溫，并將信號傳遞到泡池水系統(tǒng)LoRa控制終端設(shè)備，當水溫低于設(shè)定值，則開啟回水泵進行熱交換，當水溫達到設(shè)定溫度的時候，則關(guān)閉泡池水泵(若控制此管道上的閥門關(guān)閉，水泵會堵轉(zhuǎn)燒損壞，故只能控制水泵啟停);

　　水位、水溫、水泵開關(guān)信號均可在泡池水系統(tǒng)的各種終端設(shè)備(平板、手機、電腦等)中查詢及控制，在弱電機房設(shè)置服務(wù)器可以調(diào)取三個信號的數(shù)值，并可以通過服務(wù)器給泡池水系統(tǒng)LoRa控制終端設(shè)備以控制信號。

　　5 系統(tǒng)特點

　　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)簡單，施工方便，維護成本低;

　　綠色、環(huán)保、無輻射傳感網(wǎng)具有全網(wǎng)同步的超低功耗特性;

　　網(wǎng)絡(luò)自動負載均衡，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有無線節(jié)點功耗可評估，且功耗相仿自動組網(wǎng)、自維護、網(wǎng)絡(luò)連接可視;

　　全天候穩(wěn)定運行無需人工干涉，系統(tǒng)控制方式多樣：服務(wù)器軟件集中控制、本地觸摸屏實時控制、遠程預(yù)約定時控制等;

　　可通過直接訪問服務(wù)器對所有的監(jiān)控進行管理;

　　管理軟件界面良好，功能強大，保證數(shù)據(jù)的記錄、分析及時準確。

　　6 產(chǎn)品介紹

　　6.1 LoRa控制終端CY-LRB-102

　　產(chǎn)品圖片

圖8 CY-LRB-102

　　產(chǎn)品規(guī)格