基于ZigBee的智能家居能源管理系统设计与实现
本文关键词:基于ZigBee的智能家居能源管理系统设计与实现 出处:《河北工程大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:随着全球经济和社会的快速发展,能源的需求量日益增长,然而作为当前社会主流的化石能源逐渐面临枯竭,可再生能源以其可循环再生、资源分布广泛、适宜就地开发和环保等特点获得了社会的广泛关注。家庭作为能源消耗领域的最小单元,,因其数量庞大,使得家庭能源消耗成为能源消费总量中的重要部分,且所占比例保持持续增长态势。若家庭用户能够有效地利用可再生能源,可减少家庭用户对电网的依赖,在实现节能减排的同时也降低用户的能源开销。 智能家居的蓬勃发展,为家庭用户提供精细化管理家电的新方法。因此,智能家居能源管理系统的研究与设计成为当前智能家居领域的研究热点。本文首先介绍当前智能家居能源管理系统的国内外研究现状和研究意义。然后提出一种基于ZigBee技术的面向资源架构的智能家居能源管理系统(Smart Home EnergyManagement System, SHEMS),它采用低功耗和易组网的德州仪器CC2530构建基于ZigBee的家庭无线传感器网络,实现了家庭环境信息的无线采集和家电的无线控制;结合跨平台的Web服务技术Apache AXIS2构建访问与控制家电的Web接口,为家庭用户提供多种终端访问与控制家电的方案;在此基础上,通过在软硬件平台上模拟家电的电能消耗行为,结合所设计的能源管理单元EMU,实现了智能家居能源管理系统半实物仿真系统的搭建。其中能源管理单元可实现根据能源调度机制动态调节家电工作模式,达到家庭节能减排的目的。此外,所开发的基于Android操作系统的SHEMS的客户端,为用户提供了远程获取家电状态与控制家电的功能。 系统测试表明,本能源管理系统可为家庭用户平均每天节约15.8%的电能和22%的电费开销,可提高27.9%的可再生能源利用率,并且系统具有良好的稳定性、可靠性、实时性。
[Abstract]:With the rapid development of the global economy and society, energy demand is growing, however, as the current mainstream of fossil energy gradually exhausted, renewable energy with its renewable resources, widely distributed, suitable for local development and environmental protection and other features to get the attention of the society. The family as the minimum energy consumption for unit field. The large number of the household energy consumption has become an important part of the total energy consumption, and the proportion of sustained growth. If the home users can make effective use of renewable energy, reduce dependence on grid home users, in the realization of energy saving and emission reduction and also reduce the user's energy costs.
Rapid development of intelligent Home Furnishing, provide a new method for fine management of home appliances for home users. Therefore, the research and design of intelligent Home Furnishing energy management system has become the hotspot in the field of intelligent Home Furnishing. This paper first introduces the current Home Furnishing intelligent energy management system of domestic and foreign research status and research significance. Then put forward an intelligent energy management Home Furnishing system resource oriented architecture based on ZigBee (Smart Home EnergyManagement System, SHEMS), which uses low power consumption and easy networking construction of the TI CC2530 family of wireless sensor network based on ZigBee, realized the wireless control wireless acquisition and home appliances environmental information; Web interface to access and control home appliances with the construction of the cross platform Web service Apache AXIS2, offers a variety of terminal access and control home appliances solutions for home users; on the basis of, Through the simulation of home appliances in the hardware and software platform of electricity consumption behavior, combined with the energy management unit of EMU design, build intelligent energy management system Home Furnishing semi physical simulation system. The energy management unit can be adjusted according to the dynamic scheduling mechanism of home electrical energy mode, achieve the purpose of energy saving family. In addition, Android the operating system based on SHEMS client development, provides access to home appliance remote control and state function for the user.
The system test shows that the energy management system can save 15.8% daily average home users of electricity and electricity costs 22%, 27.9% can improve the utilization of renewable energy sources, and the system has good stability, reliability and real-time.
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU855;TN92
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本文编号:1394375
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