基于NB‑IoT网络的空调器控制方法以及空调器与流程

本发明涉及空气调节设备技术领域，尤其涉及一种基于nb-iot网络的空调器控制方法以及一种空调器。

背景技术：

近年来，iot(物联网)发展迅速，通过传感器将人们身边各种物品、服务连接到互联网上。其中包括一些高速率业务，如视频类业务等，以及一些低速率业务，如智能查表等。由于低速率业务没有良好的蜂窝技术提供支持，所以，iot通信技术迅速发展，其中广域网通信技术的发展尤其明显，广域网通信技术根据频谱是否授权分为非授权和授权两类，其中授权频谱下的一个子分类，即窄带物联网技术（nb-iot）具有迫切的市场需求，同时也具备良好的通信网络支撑，因此拥有广阔的发展前景。

现有技术中公开了利用nb-iot控制空调器的方法，如中国专利申请（申请号201611131700.x）所公开的技术内容，“用户可以在远程监控电脑和手机上下达命令，下达的命令通过nb-iot无线通讯网络传送到nb-iot模块，nb-iot模块将命令经过解析传至中央处理器，从而实现了空调的远程控制。”同时还进一步公开了“所述系统中还包括温度传感器，温度传感器与中央处理器电连接。”因此，在现有技术中，用于检测空调器控制系统（如控制压缩机、风机运行的控制系统）输入参数的传感器还是和空调器的主处理芯片相连接，并在主处理芯片中对数据进行分析和处理。因此，与传统的空调器类似，传感器必须设置在空调壳体附近而且传感器采样信号的种类也需要收到限制。而且，如果希望在远程监控电脑、手机上达到状态数据的同步，则需要先经过空调器主处理器芯片进行处理，然后再通过nb-iot网络传输至远程监控电脑和手机上，这一方面增大了系统的数据处理量，另一方面终端处得到的检测信号明显滞后，无法利用远程设备自动根据空调房间的状态对空调器进行控制。

因此，现有技术中利用nb-iot控制空调器的方法存在数据处理量大且无法利用远程设备自动根据空调房间的状态对空调器进行控制的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种基于nb-iot网络的空调器控制方法，旨在解决现有技术nb-iot控制空调器的方法存在数据处理量大且无法利用远程设备自动根据空调房间的状态对空调器进行控制的问题。

一种基于nb-iot网络的空调器控制方法，包括：

赋予每一台设置有nb-iot模块的空调器唯一身份标识；

终端和服务器建立通信；

所述终端识别空调器的所述身份标识，并通过所述服务器和对应的空调器建立绑定关系，所述服务器获取所述终端和空调器之间的绑定关系；

绑定后的终端被配置为对应空调器的唯一主控制终端；

空调器处于上电状态，空调器中的nb-iot模块通过基站连入nb-iot网络；服务器通过基站连入nb-iot网络；参数检测中心通过基站连入nb-iot网络，其中参数检测中心用于检测空调房间状态数据；

进入触发状态，所述参数检测中心将检测到的空调房间状态数据经过nb-iot网络传输至服务器后由所述服务器传输至主控制终端；所述主控制终端比较空调房间状态数据和所述主控制终端中预先存储的设定数据，根据比较结果自动输出控制指令，所述控制指令通过服务器经过nb-iot网络传输至所述空调器，以控制所述空调器根据空调房间状态数据执行所述控制指令对应的动作。

为了克服传感器设置位置的限制，所述参数检测中心通过无线网络连接至少一个传感器并接收所述传感器采样的空调房间状态数据。

进一步的，所述参数检测中心通过无线网络连接多个传感器并接收多个所述传感器分别独立采样的多个空调房间状态数据，所述参数检测中心将检测到的多个空调房间状态数据经过nb-iot网络通过服务器并行传输至所述主控制终端，所述主控制终端分配多个空调房间状态数据优先级，并按照优先级将接收的多个空调房间状态数据与存储的对应的设定数据进行比较；所述主控制终端根据优先级输出控制指令，以控制所述空调器根据空调房间状态数据执行所述控制指令的对应动作。

优选的，所述空调房间状态数据包括空调房间温度值、空调房间湿度值、空调房间人体感应信号和空调房间空气质量。

进一步的，所述空调房间状态数据的优先级由高至低为，空调房间温度值，空调房间湿度值，空调房间空气质量和空调房间人体感应信号。

为了实现主控制终端的智能显示，并且实现服务器存储数据的同步，设定定期上报模式，在所述定期上报模式中：

空调器控制芯片输出空调器状态信号至空调器中的nb-iot模块，空调器中的nb-iot模块在每一个所述模式周期中通过nb-iot网络上传一次空调器状态至服务器；

空调器控制芯片按照设定的模式周期计算空调器耗电量并将空调器耗电量输出至空调器中的nb-iot模块，空调器中的nb-iot模块将每一个所述模式周期中的耗电量依次通过nb-iot网络上传至服务器；

空调器中的nb-iot模块在每一个所述模式周期中同步上传一次nb-iot信号强度至服务器。

对于变化频率较高的数据，在定期上报模式中，所述模式周期被均分为多个设定周期；

所述参数检测中心在每个设定周期结束时，将多个实时空调房间状态数据经过nb-iot网络传输至所述服务器，并由所述服务器将多个空调房间状态数据传输至所述主控制终端；

所述主控制终端首先将接收到的空调房间状态数据与预先存储的设定数据比较，如果比较结果符合设定条件，则退出定期上报模式并根据比较结果自动输出控制指令；

如果比较结果不符合设定条件，则将接收到的空调房间状态数据与设定阈值比较，如果超出所述设定阈值，则退出定期上报模式；

如果没有超出设定阈值，则所述主控制终端分别比较连续两个设定周期中的空调房间状态数据，如果所述空调房间状态数据发生变化，则所述主控制终端显示后一个设定周期中的空调房间状态数据。

优选的，所述模式周期为30分钟，所述设定周期为10秒。

优选的，所述参数检测中心通过蓝牙，zigbee或nb-iot网络检测所述空调房间状态数据。

本发明所公开的基于nb-iot网络的空调器控制方法，可以通过主控制模块和参数检测中心的配合实现对唯一绑定的空调器的精确控制，相对于现有技术，优化了指令传输路径，降低了数据处理量，同时还可以使得用户通过主控制模块及时的了解到空调器的状态。

本发明同时还公开一种空调器，采用基于nb-iot网络的空调器控制方法，所述nb-iot网络的空调器控制方法包括：

赋予每一台设置有nb-iot模块的空调器唯一身份标识；

终端和服务器建立通信；

所述终端识别空调器的所述身份标识，并通过所述服务器和对应的空调器建立绑定关系，所述服务器获取所述终端和空调器之间的绑定关系；

绑定后的终端被配置为对应空调器的唯一主控制终端；

空调器处于上电状态，空调器中的nb-iot模块通过基站连入nb-iot网络；服务器通过基站连入nb-iot网络；参数检测中心通过基站连入nb-iot网络，其中参数检测中心用于检测空调房间状态数据；

进入触发状态，所述参数检测中心将检测到的空调房间状态数据经过nb-iot网络传输至服务器后由所述服务器传输至主控制终端；所述主控制终端比较空调房间状态数据和所述主控制终端中预先存储的设定数据，根据比较结果自动输出控制指令，所述控制指令通过服务器经过nb-iot网络传输至所述空调器，以控制所述空调器根据空调房间状态数据执行所述控制指令对应的动作。

本发明所提供的空调器具有安全性好且控制效率高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所公开的基于nb-iot网络的空调器控制方法中的网络架构示意图；

图2为本发明所公开的基于nb-iot网络的空调器控制方法第一种实施例的流程图；

图3为本发明所公开的基于nb-iot网络的空调器控制方法第二种实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明涉及基于nb-iot网络的空调器的控制方法。在一个实施例中，通过采用这种方法可以根据空调房间的状态参数，通过主控制终端自动远程控制空调器的运行。

图1示出了基于nb-iot网络的空调器控制方法中的网络架构示意图。其中，用于输出控制指令的终端可以是移动电话、平板电脑、触摸板、便携式或台式计算机、便携式媒体播放器、可穿戴设备等等。终端本身具有一个独立的处理器且具有联网能力，终端的处理器中具有独立的存储单元，处理器可以调用存储单元中的设定数据将其与输入端口输入的数据比较并生成比较结果。终端优选设置有一个显示单元，可以显示空调房间状态数据。

本实施例中所指的空调器中设置有nb-iot模块，nb-iot模块在上电状态下会自动根据设定的算法通过基站连入nb-iot网络。nb-iot模块可以选用现有技术中所开发的集成nb-iot模块，故连入nb-iot网络的设定算法不是本发明的保护重点，在此不再赘述。在本实施例中，每一台设置有nb-iot模块的空调器均被赋予唯一身份标识。终端通过识别空调器的唯一身份标识识别对应的空调器。终端识别出空调器后和对应的空调器建立匹配关系。例如，终端可以通过短距离数据交换或者局域网得到空调器的唯一身份标识，如设备的物理地址，还可以通过扫描二维码的形式识别空调器的唯一身份标识。同时，每一台设置有nb-iot模块的空调器均在服务器中进行注册。终端和空调器建立匹配关系的具体过程优选为，首先终端被配置为开放模式，即未被任意一台设置有nb-iot模块的空调器绑定，处于开放模式的终端和服务器建立通信并保持通信状态。终端尝试识别一台空调器的身份标识。终端将采集到的空调器身份标识上传至服务器，并与服务器中注册的空调器身份标识进行匹配。如果匹配成功，则判定为识别成功。识别成功后，服务器将终端本身的信息和识别成功的设置有nb-iot模块的空调器的唯一身份标识关联，建立二者之间的唯一绑定关系，服务器开放终端的控制权限，终端被配置为对应空调器的唯一主控制终端。在服务器一端，优选设置有权限数据库，存储终端和空调器的绑定关系。在上述采用二维码作为唯一身份标识的绑定过程中，空调器本身处于非上电状态，从而在不影响空调器运行的状态下完成整个绑定的过程。

终端优选通过移动应用程序和服务器建立通信，该种应用程序优选为根据不同系统平台和不同终端进行开发，并可以在多种系统平台下运行。配置为开放模式的终端的身份验证在首次绑定之前进行。优选的，在首次绑定之前，服务器首先通过特定的通信协议，如mqtt协议等，通过应用程序收到终端发出的开户请求，服务器响应终端的所述开户请求，判定终端输入的帐号密码是否符合开户条件，若符合，则完成终端的身份验证。进一步的，如果完成身份验证且处于开放状态的终端和一台空调器匹配成功，则服务器分配主控制令牌至该终端，建立终端、终端身份、空调器和主控制令牌的一一对应关系。服务器使用主控制令牌来执行主控制终端的各项验证。主控制令牌中即包含对终端控制权限的授权信息，标识该终端为该空调器的唯一主控制终端。服务器还可以使用如otp(onetimepassword)等其它通信模式来执行主控制终端的各项验证。

空调器电源通电，空调器处于上电状态，空调器中的nb-iot模块自动通过基站连入nb-iot网络，服务器也通过基站连入nb-iot网络作为整个网络架构的垂直业务中心。在本发明中，还设置有一个参数检测中心，其中也设置有nb-iot模块，参数检测中心用于检测空调房间状态数据。参数检测中心一方面是整个nb-iot网络中的一个节点。另一方面，参数检测中心也是无线传感器的检测数据的数据中枢。空调房间内的至少一个传感器，优选为多个无线传感器分别和参数检测中心无线通信。无线通信的方式可以是蓝牙，zigbee，甚至是nb-iot网络，如果采用nb-iot网络接收传感器的信号，则需要在每一个无线传感器中均设置一个nb-iot模块。采用无线传输的方式，无线传感器无需和空调器的控制芯片有线连接，因此可以布设在空调房间中的理想位置。同时也无需增加空调器控制芯片的数据处理量。参数检测中心同样也通过基站连入nb-iot网络。在上述绑定匹配过程均完成且空调器处于上电条件下，空调器进入触发状态。

进入触发状态后，所述参数检测中心将检测到的空调房间状态数据经过nb-iot网络传输至服务器后由所述服务器传输至所述主控制终端。优选的，多路房间状态数据通过多路输入端口输入所述主控制终端的处理器。所述主控制终端的处理器调用存储单元中存储的设定数据，比较输入的空调房间状态数据和所述主控制终端中预先存储的设定数据，根据比较结果自动输出控制指令，所述控制指令通过服务器经过nb-iot网络传输至所述空调器，以控制所述空调器根据空调房间状态数据执行所述控制指令对应的动作。如实时房间温度高于设定数据25℃，则自动输出开机指令，控制空调器开机。

通过上述实施方式所具体介绍的空调器控制方法，服务器直接获得空调房间的实时状态参数并输出至主控制终端，主控制终端接收到实时状态参数后，可以直接和设定值进行对比并自动生成控制信号控制空调器动作，无需等待空调器一端的参数反馈，在空调器控制芯片一端，仅需要根据控制指令动作，而无需对状态参数进行判定，降低了整机的数据处理量。

除了采用物理地址作为空调器的唯一身份标识外，nb-iot模块中设置有sim卡，可以根据sim卡的身份信息生成唯一身份标识。在生成nb-iot模块的身份标识时，优选为在出厂时根据sim卡的身份信息经过离散算法生成二维码，并将二维码设置在空调器的机身上。带有摄像头的终端即可以通过扫描二维码的方式采样二维码，并识别空调器的身份标识。采用二维码作为身份标识可以进一步提高设备的安全性，降低网络安全风险。

影响空调房间环境的因素很多，因此，当参数检测中心通过无线网络连接多个传感器并接收多个传感器分别独立采样的多个空调房间状态数据后，参数检测中心将检测到的多个空调房间状态数据经过nb-iot网络并行传输至所述主控制终端。为了进一步优化控制流程，提高控制指令的生成效率，降低数据的处理量，主控制终端分配多个空调房间状态数据优先级，并按照优先级将接收的多个空调房间状态数据与存储的对应设定数据进行比较。所述主控制终端根据优先级输出控制指令，以控制所述空调器根据空调房间状态数据执行所述控制指令的对应动作。优选的，空调房间状态数据包括空调房间温度值，空调房间湿度值，空调房间人体感应信号和空调房间空气质量，参数检测中心将检测到的上述四个数据并行传输至所述主控制终端。主控制终端分配上述四个数据优先级，优选由高到低为，空调房间温度值，空调房间湿度值、空调房间空气质量和空调房间人体感应信号。举例来说，夏季如果空调房间温度高于设定数据，比如大于25℃，则由于空调房间温度值的优先级最高，主控制终端自动输出控制信号控制空调器开机，主控制终端不再判定湿度、空气质量和人体感应信号。如果空调房间温度低于设定数据，则判定空调房间湿度值和设定数据的关系，如果空调房间湿度高于设定数据，则由于空调房间湿度值的优先级为仅次于空调房间湿度值，主控制终端自动输出控制信号控制空调器开机，主控制终端不再判定空气质量和人体感应信号。如果空调房间的温度和湿度均低于设定数据，则判定空调房间空气质量和设定数据的关系，如果空调房间空气质量低于设定数据，主控制终端自动输出控制信号控制空调器开机，主控制终端不再判定人体感应信号。如果空调房间的温度、湿度均低于设定数据，且空调房间空气质量优于设定数据，则判定空调房间是否有人，如果没有人，则主控制终端控制空调器停机。其中，温度、湿度分别通过温度传感器和湿度传感器检测，空气质量通过pm2.5,甲醛气体传感器、voc传感器、二氧化碳传感器的其中之一或者其中若干个的组合进行检测。人体感应信号通过红外传感器进行检测。参数检测中心接收的传感器检测信号不限于以上四个，还可以根据实际需要设置如雷达、温冷感等其它传感器，并调整优先级和设定数据，以使得主控制终端智能化的生成控制指令。

由于空调器通过与之绑定的主控制终端智能控制。所以，用户需要通过主控制终端了解空调器的运行状态。因此，在本方法中，还设定定期上报模式。在所述定期上报模式中，

空调器控制芯片输出空调器状态信号值空调器中的nb-iot模块，空调器中的nb-iot模块在每一个所述模式周期中通过nb-iot网络上传依次空调器状态至服务器。其中空调器状态为空调器的整机状态，如制热、制冷和除湿等。

空调器控制芯片按照设定的模式周期计算空调器耗电量并将空调器耗电量输出至空调器中的nb-iot模块，空调器中的nb-iot模块将每一个所述模式周期中的耗电量依次通过nb-iot网络上传至服务器。

空调器中的nb-iot模块在每一个所述模式周期中同步上传一次nb-iot信号强度至服务器。

由于上述的空调器状态、耗电量以及nb-iot信号强度对空调器设备运行状态影响小，且变化频率相对较低。所以模式周期优选设置为30分钟。服务器优选在每一个模式周期的终止时的时间节点判定空调器状态、耗电量以及nb-iot信号强度是否相对于上一个模式周期终止时的时间节点，或者起始时刻发生变化，如果发生变化，则将上述参数传输至所述主控制终端显示。

而对于其它的参数，尤其是参数检测中心检测的参数来说，可能在30分钟的周期中发生频繁的变化。因此，在定期上报模式中，模式周期被均分为多个设定周期。优选的设定周期为10秒。

参数检测中心在每个设定周期结束时，将多个实时空调房间状态数据经过nb-iot网络传输至所述服务器，并由所述服务器将多个空调房间状态数据传输至所述主控制终端。

所述主控制终端首先将接收到的空调房间状态数据与预先存储的设定数据比较，如果比较结果符合设定条件，则退出定期上报模式并根据比较结果自动输出控制指令。

如果比较结果不符合设定条件，则将接收到的空调房间状态数据与设定阈值比较，如果超出所述设定阈值，则退出定期上报模式。

如果没有超出设定阈值，则所述主控制终端分别比较连续两个设定周期中的空调房间状态数据，如果所述空调房间状态数据发生变化，则所述主控制终端显示后一个设定周期中的空调房间状态数据。

其中，设定阈值不超过设定条件。举例来说，以温度值为例，如果设定条件为判定检测值是否大于25摄氏度，则设定阈值的上限为24摄氏度，当接收到的空调房间状态数据超出设定阈值时，则可能在很短的时间内，空调器即会在主控制终端输出的控制指令的作用下改变状态，因此，在接收到的检测值高于24摄氏度的条件下，则退出定期上报模式，并可能在下一步的控制中提高上报的频率。

如果没有超出设定阈值，则说明接收到的空调房间状态数据相对比较平稳，因此，主控制终端分别比较连续两个设定周期中的空调房间数据，只有空调房间状态数据发生变化时，才更新主控制终端的显示数据。

在整个定期上报模式中，如果空调器发生故障，则强制退出定期上报模式。

通过上述实施例所公开的基于nb-iot网络的空调器控制方法，可以通过主控制模块和参数检测中心的配合实现对唯一绑定的空调器的精确控制，相对于现有技术，优化了指令传输路径，降低了数据处理量，同时还可以使得用户通过主控制模块及时的了解到空调器的状态，具有安全性好且控制效率高的优点。

本发明同时还公开了一种采用上述基于nb-iot网络的控制方法的空调器，控制方法具体参见上述实施例的详细描述和说明书附图的详细示例，在此不再赘述，采用上述控制方法的空调器可以达到同样的技术效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。