物联网架构的校园用能管控系统研发
发布时间：2022-11-12 10:09
当前我国高校内部用电设备类型繁多,位置分散,很多学校的用电数据不清晰,导致校、院、系3级成本核算无法实施,同时,学校还存在大量的能源浪费,比如教室长明灯,办公室无人时空调开通运行等。因此,本文针对这些问题设计物联网架构的智能校园用能管控系统,以从校园整体层面上系统化、智能化管理用电能耗。不同职能部门需求的能耗数据不同,但这些数据又大都源自同样的管控设备,为满足校园管理需求,在用电管控设备间形成网格通信拓扑,依托此建立从上层监控到末端房间的纵向管理和各职能部门管理各区域用电设备的横向管理路由,令校园用电管理系统构架清晰,更便于学校的职能管理。将管控系统设计为远程服务层、中间监控层和现场控制层组成的网络体系,在管理中心实现远程控制和数据显示,各级区域建设监控站,两层间以有线链路通信。协调器以有线连通控制中心并组建校园无线传感网络覆盖控制现场,以智能终端控制器做无线网络节点,管理分散设备,实时控制各房间用电设备并上传采集数据。针对无线传感网络设计自定义路由以完成精细化数据管理,不同设备的数据由不同虚拟隧道传输,分发至各职能管理部门,缩小广播域,提升网络通道利用率。终端控制器内设计功能任务库,...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 目前研究现状
1.3 研究内容及章节安排
第二章 系统设计
2.1 校园管控网络设计思想及目的
2.1.1 校园管控网格设计理念
2.1.2 横向纵向管理
2.2 管控系统结构
2.2.1 系统设计原则和思想
2.2.2 系统逻辑结构
2.3 校园物联网体系结构
2.3.1 网络体系结构
2.3.2 无线路由及虚拟隧道建立
2.3.3 立体化数据管理方案
2.4 框架设计关键点
2.5 本章小结
第三章 管控系统网络设计
3.1 校园网络体系设计
3.1.1 无线协议体系
3.1.2 无线通信物理层设计
3.1.3 无线数据链路层设计
3.1.4 网关精简TCP/IP设计
3.2 校园无线路由设计
3.2.1 无线数据的收发流程
3.2.2 无线网络组建与管理
3.2.3 自定义可控静态路由
3.2.4 路由层次及存储
3.3 软件系统功能任务机制
3.3.1 任务状态及转换
3.3.2 功能任务管理与调度
3.4 虚拟隧道设计
3.4.1 虚拟隧道建立
3.4.2 虚拟隧道匹配功能任务机制
3.5 本章小结
第四章 智能管理控制设计实现
4.1 系统硬件结构设计
4.1.1 协调器硬件结构设计
4.1.2 终端节点硬件结构设计
4.2 设备管控功能实现
4.2.1 开关类设备管控任务
4.2.2 红外类设备管控任务
4.2.3 智能电表读取任务
4.3 终端设备控制策略
4.3.1 自动控制策略
4.3.2 远程控制策略
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
附录
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参与的科研项目
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于“智慧校园”大数据的学生网格化管理的若干思考[J]. 郭水泉,周之谦. 信息与电脑(理论版). 2018(05)
[2]节约型校园能耗监管平台示范校建设调查研究——基于全国52所监管平台示范建设高校[J]. 屈利娟,王立民,陈伟. 高校后勤研究. 2015(05)
[3]IEEE802.15.4时隙CSMA/CA算法性能研究[J]. 姜智文,周熙,佘阳,黄磊,李广位. 无线电通信技术. 2014(02)
[4]中国绿色校园的发展与思考[J]. 谭洪卫. 建设科技. 2013(12)
[5]监管建筑节能 建设低碳校园[J]. 刘瑞芳. 建设科技. 2010(02)
[6]同济大学校园节能监管平台建设示范[J]. 谭洪卫. 建设科技. 2009(10)
[7]首批“节约型校园建设”示范高校——同济大学节约型校园建设示范[J]. 谭洪卫. 建设科技. 2009(10)
[8]基于单片机的嵌入式TCP/IP协议栈的设计与实现[J]. 赵国锋,邱作雨,张毅. 计算机技术与发展. 2009(03)
[9]基于CC2500的2.45GHz RFID系统设计[J]. 刘振文,邓毅华,彭友斌. 电子技术应用. 2008(07)
[10]国外节能现状分析及对中国的启示[J]. 李国华. 科学与管理. 2007(05)
博士论文
[1]基于跨层设计的无线网络通信的研究[D]. 崔春升.吉林大学 2014
[2]无线传感器网络多信道通信技术的研究[D]. 秦绍华.山东大学 2014
[3]无线传感器网络路由协议及数据融合技术研究[D]. 郭新.华南理工大学 2013
[4]闪存存储系统的性能优化研究[D]. 石亮.中国科学技术大学 2013
[5]以实时操作系统为中心的嵌入式系统平台化设计研究[D]. 任慰.华中科技大学 2013
[6]红外与可见光的图像融合系统及应用研究[D]. 张宝辉.南京理工大学 2013
[7]面向无线传感网络的嵌入式操作系统设计[D]. 董玮.浙江大学 2010
[8]分簇传感器网络的优化方法的研究[D]. 陈磊.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]uC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统内核移植研究及其实现[D]. 郝玉胜.兰州交通大学 2014
[2]高校校园能耗监管系统设计与实现[D]. 张承刚.山东大学 2014
[3]绿色建筑技术和绿色建材在高校建筑中的应用研究[D]. 沈万岳.西安建筑科技大学 2013
[4]IEEE802.15.4时隙CSMA/CA算法性能分析与节点功耗改进研究[D]. 杨早.湖南大学 2012
[5]太原理工大学能源管理和数据分析研究[D]. 张小洁.太原理工大学 2012
[6]基于M-Bus总线的嵌入式智能抄表集中器的研究与设计[D]. 庞可心.东北大学 2011
[7]校园用电监控与分析系统的设计与实现[D]. 屈勇.电子科技大学 2011
[8]无线传感器网络簇状网的研究[D]. 李翔.天津大学 2006
本文编号：3706175
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 目前研究现状
1.3 研究内容及章节安排
第二章 系统设计
2.1 校园管控网络设计思想及目的
2.1.1 校园管控网格设计理念
2.1.2 横向纵向管理
2.2 管控系统结构
2.2.1 系统设计原则和思想
2.2.2 系统逻辑结构
2.3 校园物联网体系结构
2.3.1 网络体系结构
2.3.2 无线路由及虚拟隧道建立
2.3.3 立体化数据管理方案
2.4 框架设计关键点
2.5 本章小结
第三章 管控系统网络设计
3.1 校园网络体系设计
3.1.1 无线协议体系
3.1.2 无线通信物理层设计
3.1.3 无线数据链路层设计
3.1.4 网关精简TCP/IP设计
3.2 校园无线路由设计
3.2.1 无线数据的收发流程
3.2.2 无线网络组建与管理
3.2.3 自定义可控静态路由
3.2.4 路由层次及存储
3.3 软件系统功能任务机制
3.3.1 任务状态及转换
3.3.2 功能任务管理与调度
3.4 虚拟隧道设计
3.4.1 虚拟隧道建立
3.4.2 虚拟隧道匹配功能任务机制
3.5 本章小结
第四章 智能管理控制设计实现
4.1 系统硬件结构设计
4.1.1 协调器硬件结构设计
4.1.2 终端节点硬件结构设计
4.2 设备管控功能实现
4.2.1 开关类设备管控任务
4.2.2 红外类设备管控任务
4.2.3 智能电表读取任务
4.3 终端设备控制策略
4.3.1 自动控制策略
4.3.2 远程控制策略
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
附录
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参与的科研项目
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于“智慧校园”大数据的学生网格化管理的若干思考[J]. 郭水泉,周之谦. 信息与电脑(理论版). 2018(05)
[2]节约型校园能耗监管平台示范校建设调查研究——基于全国52所监管平台示范建设高校[J]. 屈利娟,王立民,陈伟. 高校后勤研究. 2015(05)
[3]IEEE802.15.4时隙CSMA/CA算法性能研究[J]. 姜智文,周熙,佘阳,黄磊,李广位. 无线电通信技术. 2014(02)
[4]中国绿色校园的发展与思考[J]. 谭洪卫. 建设科技. 2013(12)
[5]监管建筑节能 建设低碳校园[J]. 刘瑞芳. 建设科技. 2010(02)
[6]同济大学校园节能监管平台建设示范[J]. 谭洪卫. 建设科技. 2009(10)
[7]首批“节约型校园建设”示范高校——同济大学节约型校园建设示范[J]. 谭洪卫. 建设科技. 2009(10)
[8]基于单片机的嵌入式TCP/IP协议栈的设计与实现[J]. 赵国锋,邱作雨,张毅. 计算机技术与发展. 2009(03)
[9]基于CC2500的2.45GHz RFID系统设计[J]. 刘振文,邓毅华,彭友斌. 电子技术应用. 2008(07)
[10]国外节能现状分析及对中国的启示[J]. 李国华. 科学与管理. 2007(05)
博士论文
[1]基于跨层设计的无线网络通信的研究[D]. 崔春升.吉林大学 2014
[2]无线传感器网络多信道通信技术的研究[D]. 秦绍华.山东大学 2014
[3]无线传感器网络路由协议及数据融合技术研究[D]. 郭新.华南理工大学 2013
[4]闪存存储系统的性能优化研究[D]. 石亮.中国科学技术大学 2013
[5]以实时操作系统为中心的嵌入式系统平台化设计研究[D]. 任慰.华中科技大学 2013
[6]红外与可见光的图像融合系统及应用研究[D]. 张宝辉.南京理工大学 2013
[7]面向无线传感网络的嵌入式操作系统设计[D]. 董玮.浙江大学 2010
[8]分簇传感器网络的优化方法的研究[D]. 陈磊.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]uC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统内核移植研究及其实现[D]. 郝玉胜.兰州交通大学 2014
[2]高校校园能耗监管系统设计与实现[D]. 张承刚.山东大学 2014
[3]绿色建筑技术和绿色建材在高校建筑中的应用研究[D]. 沈万岳.西安建筑科技大学 2013
[4]IEEE802.15.4时隙CSMA/CA算法性能分析与节点功耗改进研究[D]. 杨早.湖南大学 2012
[5]太原理工大学能源管理和数据分析研究[D]. 张小洁.太原理工大学 2012
[6]基于M-Bus总线的嵌入式智能抄表集中器的研究与设计[D]. 庞可心.东北大学 2011
[7]校园用电监控与分析系统的设计与实现[D]. 屈勇.电子科技大学 2011
[8]无线传感器网络簇状网的研究[D]. 李翔.天津大学 2006
本文编号：3706175
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