基于物联网技术的建筑智能用电系统的研究

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随着经济的迅猛发展,我国的能源消耗问题日益突出,建筑能耗在社会总能消中的比例也逐年增加。据研究表明,通过建筑节能技术可以有效地降低建筑的能耗。如何利用现有的计算机技术、嵌入式技术、通信技术,建立一种建筑智能用电系统已成为当前研究的热点。本文提出了一种基于物联网技术的建筑智能用电系统。建筑智能用电系统利用物联网技术,实现建筑用电的智能化和居住环境的舒适化。物联网技术作为互联网网技术的衍生,实现了物与物之间的信息交互。建筑智能用电系统采用了物联网通信方式中的WiFi通信技术和ZigBee通信技术,WiFi用于室内房问控制器与节点之间的信息传输,ZigBee用于房间控制器与智能网关之间信息传输。建筑智能用电系统包括环境监测模块、电量监测模块、控制终端、房间控制器、智能网关等。环境监测模块用于实时监测室内的温湿度、照度、CO:浓度;电量监测模块用于实时监测房间内电压、电流、功率、电量等用电信息;控制终端用于实现家电、开关、灯具等的智能控制;房间控制器作为室内节点信息的汇聚中心,用于实现数据显示和存储、智能控制、用户信息管理等;智能网关移植LwIP协议栈,实现了以太网数据与串口数据的转换。建筑智能用电系统采用模糊神经网络系统,综合运用神经网络的学习能力和模糊控制的数据处理能力。建立了模糊神经网络模型,根据节点采集的环境数据和集成的控制策略,对空调、灯具、电动窗帘等实时智能控制,既保证了居住环境的舒适度,也降低了建筑能耗。经过长期测试,模糊神经网络模型效果良好。系统软件设计包括嵌入式软件设计和上位机软件设计。嵌入式软件包括各个节点模块的程序流程设计和智能网关的协议栈移植。上位机软件设计包括了房间控制控制的软件设计和监控中心的软件设计。房间控制器为Andriod操作系统,采用Java编程语言,实现房间内数据显示、控制策略实施、用户管理等功能;监控中心采用SQL SERVER数据库,采用C#编程语言,实现数据的存储、显示、网络通信、实时任务等功能。
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