基于物联网的室内用电安全智能监控系统

发布时间：2017-05-26 06:15

  本文关键词：基于物联网的室内用电安全智能监控系统，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近几年,家庭电气火灾呈现上升趋势,给人民的生命财产造成了巨大的损失。本文以物联网技术为研究基础,从智能家居室内监控系统设计架构入手,着眼于研究用户和管理人员通过互联网对室内用电环境进行监控和控制的通用技术,完成了电器识别功能模块和电弧检测功能模块的设计,并实现了基于物联网的室内用电安全智能监控系统的软硬件设计工作。本文从两个方面对电气火灾的主要原因进行了分析:用电器的违章使用和电网中故障电弧的发生。针对这两个原因,对国内外的一些解决办法和研究成果进行了介绍与分析,如电弧故障断路装置(AFCI)、弧光检测系统、电弧数学模型、小波变换分析、模式识别、违章电器功率分析、多信息融合等。并结合目前的形势设计了基于模式识别模版匹配法的电器识别算法和基于多信息融合技术的故障电弧检测算法。论文深入研究了各类家用电器正常工作和故障电弧情形下的电流特征,提出了一套基于物联网技术的室内用电安全智能监控系统的方案,该方案采用了无线传感网络、微型嵌入式系统、WEB软件监控平台等技术,提高了系统的实时性、智能性、可靠性。该系统首先利用散布的霍尔电流传感器对电网中各检测点实时电流进行采集,然后利用WIFI技术将传感器的感知信息传递到传感器网络的网关,最后通过Internet传递给后台服务器,服务器通过恶性负载识别功能和故障电弧检测功能对电网中的违章电器、故障电弧等安全隐患进行管理。服务器端使用当今最流行的B/S架构,利用MySQL数据库的存储和统计能力,使检测结果和分析识别更准确,最后通过WEB技术将管理信息呈现在用户的浏览器上。目前,实际应用于生产和生活中的用电安全系统不是很多,现有的系统实时性差,存在很强的随机性和偶然性,误判率也比较高,故障电弧和违章电器检测的产品就更少了。本系统有效的解决了上述问题,并通过实验和测试达到了预期的结果。本系统的研究对于用电安全的智能化管理以及推广物联网技术具有重要意义。
【关键词】：物联网 监控 用电安全 故障电弧 电器识别
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM92;TN929.5;TP391.44
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 系统研制背景与意义10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 物联网技术概述11
• 1.2.2 故障电弧检测技术概述11-14
• 1.2.3 电器识别技术概述14-15
• 1.3 论文主要工作15-16
• 1.3.1 论文主要研究内容15
• 1.3.2 研究深度及技术指标15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第二章 物联网与传感器网络的研究17-23
• 2.1 物联网的发展与应用17-19
• 2.2 传感器网络发展与应用19-20
• 2.3 WIFI无线传输技术20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 智能系统总体设计23-27
• 3.1 系统结构设计23-26
• 3.1.1 系统设计要求与架构23-24
• 3.1.2 功能介绍24-25
• 3.1.3 工作流程25-26
• 3.2 本章小结26-27
• 第四章 智能算法处理系统的设计27-42
• 4.1 电器识别智能处理系统27-33
• 4.1.1 负载相关概念及分类27-29
• 4.1.2 基于傅立叶变换特征参数的提取29-30
• 4.1.3 模版匹配法30-32
• 4.1.4 电器识别系统设计32-33
• 4.2 故障电弧智能检测系统33-41
• 4.2.1 电弧相关概念及其特征33-35
• 4.2.2 故障电弧电流波形分析35-37
• 4.2.3 故障电弧模型特征参数提取37-38
• 4.2.4 多信息融合38-40
• 4.2.5 故障电弧检测系统设计40-41
• 4.3 本章小结41-42
• 第五章 系统的硬件实现方案42-57
• 5.1 基于Cortex-M3系统硬件实现方案42-54
• 5.1.1 设计概述42-43
• 5.1.2 微处理器主控模块43-44
• 5.1.3 电流采集模块44-46
• 5.1.4 串.调试模块46-47
• 5.1.5 电源供电模块47-50
• 5.1.6 WIFI无线通信模块50-51
• 5.1.7 继电器模块51-53
• 5.1.8 报警装置53-54
• 5.2 PCB板设计与调试54-56
• 5.3 本章小结56-57
• 第六章 系统的软件实现方案57-63
• 6.1 基于B/S架构系统软件实现方案57-58
• 6.2 WEB技术58-60
• 6.3 MySQL数据库60-62
• 6.4 本章小结62-63
• 第七章 系统测试与分析63-69
• 7.1 硬件平台演示63-65
• 7.2 软件平台演示65-67
• 7.3 测试结果分析67-68
• 7.4 本章小结68-69
• 第八章 总结与展望69-71
• 8.1 总结69-70
• 8.2 展望70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-75
• 附录75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 谢小丽;王丽天;;校园违规低功耗恶性电器检测方法研究与仿真[J];计算机仿真;2013年03期

2 寇德全;;漏电保护装置的选择与应用[J];建筑安全;2010年07期

3 刘宁宁;高蒙;亢海伟;;基于FFT的学生公寓典型负荷特性研究[J];石家庄铁道学院学报;2007年01期

4 童晓渝;房秉毅;张云勇;;物联网智能家居发展分析[J];移动通信;2010年09期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 范可;电气火灾故障电弧探测器的研究[D];武汉理工大学;2013年

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本文编号：395929