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当前随着经济的发展,能源消耗越来越大。能源问题成为制约我国经济发展的重要因素,建设节约型社会成为我国经济和社会发展的一项战略任务。在满足正常的工作学习条件下,如何利用和管理照明、风扇及空调等用电设施、减少用电浪费、节省能源对社会具有重要意义。
对于建筑物节能来讲,不同的用途的建筑物对节能产品的要求也不尽相同,但节能技术具有普遍的使用意义。研究建筑物节能技术,本文采取了以教室节能为背景的研究方式,通过分析教室节能的特点,设计基于WSN的教室节能管理系统,实现了对教室灯具、空调、风扇的合理控制,达到了节能的目的。通过对WSN在教室节能中的应用研究,为其他建筑物节能提供了一种可靠的节能管理方案。本文的主要内容有:
首先,深入研究了目前建筑物节能系统的现状,并分析了存在的优缺点;分析了无线传感网络在建筑中应用的可行性与技术难点。
其次,设计了基于WSN的教室节能管理系统硬件。分析了教室节能的特点,设计了无线传感节能管理系统的网络拓扑结构:根据建筑物节能管理网络的功能用途,设计传感器网络的检测控制节点、路由节点和协调器节点所需硬件电路。实现标准的AI、DI输入电路,DO输出电路设计。
再次,设计并实现了基于WSN检测控制网络的软件。研究IEEE802.15.4标准协议内容,掌握无线传感器网络通信的相关原理和协议,利用成熟的无线传感器网络协议栈,设计教室节能控制系统,实现网络的建立、网络的通信、管理和维护,通过信道扫描、载波侦听避免碰撞机制、重传机制、安全机制为系统的正常工作提供了可靠的网络接入和媒介访问,保证通信网络的可靠性和安全性。
最后,分析目前教室节能检测控制方法存在的问题,针对教室特殊应用环境,利用红外探测器、温度、照度参数,研究适应教室应用的控制策略及算法。经过简单的测试,系统实现了对教室内的温度、照度和人员信息的数据采集,能对照明、风扇实施控制,并将传感器数据传输到管理中心,实现了节能控制和数据传输功能。