嵌入式温室能源智能管理平台的研究与开发

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温室能源管理系统可以对温室使用的电、水、天然气等能源进行计量、分析等一系列的系统性管理,从而达到一定的节能效果。美国、以色列等发达国家温室能源管理技术逐渐走向成熟,而我国相关研究较少,且由于国情不同,引进的技术多基于PC平台,系统扩展性差,成本较高,难以在我国温室行业推广普及。针对以上问题,本文对嵌入式温室能源管理平台的软硬件体系架构展开了研究,在分析了温室能源管理基本功能需求的基础上,设计了基于STM32的嵌入式温室能源智能管理平台。硬件方面,完成了通信模块、存储模块、人机交互模块、供电模块等几个主要功能模块的硬件选型和设计。软件方面,首先根据开发需求完成了一系列移植工作:移植了嵌入式实时操作系统μCOS-Ⅲ来实现多任务的切换调度,移植了SQLite数据库来实现数据快捷的存储查询,移植了μC/GUI来完成人机交互界面的设计。然后,本文研究了整个平台的软件运作主流程,对RS485通讯、数据采集、人机交互等主要功能模块进行了软件设计,并总结归纳了一种基于优先级的供暖节能决策支持算法。平台验证方面,对基于本嵌入式平台搭建的简易能源管理系统的用户登录、设备管理、能源计量等主要功能进行了验证,结果表明该平台可以满足温室中能源管理的基本需求,且具有成本低、扩展性强等优势,将其应用于我国温室行业具有一定的可行性和有效性。论文最后对整个课题研究进行了总结与展望,对本设计进行了补充说明,并指出了不足之处以及未来的发展方向。
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