居住建筑围护结构耗热量Wi-Fi监测系统开发

发布时间：2017-08-12 20:24

  本文关键词：居住建筑围护结构耗热量Wi-Fi监测系统开发

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【摘要】：我国建筑能耗约占全国社会商品总能耗的27%,其中北方采暖建筑是冬季能耗的主要部分,采用监测技术研究我国北方居住建筑在采暖期的围护结构耗热量随时间变化特性对提高居住建筑热工性能、降低该类建筑能耗具有重要意义。同时,物联网技术的发展为居住建筑围护结构耗热量的在线监测提供了可行的技术途径,也成为建筑能耗监测技术发展的必然趋势。因此,本文以北方采暖居住建筑为研究对象,以冬季采暖期围护结构耗热量在线监测为重点,开发了一套建筑围护结构实时耗热量的无线监测系统,具体研究内容如下：1.在介绍了居住建筑围护结构耗热量概念基础上,分析了居住建筑围护结构实时耗热量的计算原理和方法,分析了实时耗热量监测的与现场数据采集需求。对比了建筑内部常用无线通信方案与架设方法,最终确定采用Wi-Fi协议作为末端传感器与耗热量监测仪的通讯协议。2.论述了居住建筑围护结构耗热量Wi-Fi监测系统的总体架构以及在实际应用中的安装方法,经过对现有常用的数据采集方法的分析和测试,针对实时围护结构耗热量的计算的特点,选择了末端Wi-Fi传感器异步数据上传的数据采集方法。3.分析了对以S5PV210CORTEX-A8处理器为核心的耗热量监测仪核心板与底板的硬件资源及驱动方法,完成了原理图设计。采用ESP8266 Wi-F通讯模块配合相关外围电路,开发制作了Wi-Fi温度传感器。4.分析了围护结构实时耗热量计算软件的整体设计方案,论述了在WinCE6.0系统下的开发过程,介绍了末端Wi-Fi温度传感器的软件开发过程。5.测试了Wi-Fi温度传感器节点的硬件功能与通讯稳定性,测试了耗热量监测仪的硬件系统与软件功能。在实验室建筑中进行了围护结构耗热量相关参数的数据采集实验并计算、分析了实验结果。结果表明,该监测系统在数据采集、数据传输、数据分析和能耗计算等方面能够满足居住建筑室内外实时温度的采集与围护结构耗热量计算的要求。本文工作对提高我国居住建筑围护结构耗热量检测水平、评价分析其热工性能具有重要的学术意义,对进一步开发网络化监测技术和实际应用具有重要的实际意义,也为实时、准确、全面地评价居住建筑围护结构热工性能提供新的理论方法和技术措施。
【关键词】：居住建筑 围护结构耗热量实时监测方法 Wi-Fi温度传感器 耗热量监测仪 系统开发 实验分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-26
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.1.1 课题来源11
• 1.1.2 居住建筑是我国建筑节能的重点对象11
• 1.1.3 现场检测已成为建筑节能评价的必要环节11-12
• 1.1.4 问题的提出12-13
• 1.2 围护结构热工性能检测方法研究进展13-20
• 1.2.1 围护结构热工性能检测常用方法13-17
• 1.2.2 国外研究现状17-18
• 1.2.3 国内研究现状18-19
• 1.2.4 现有方法存在的问题与不足19-20
• 1.3 无线监测技术在建筑中的应用进展20-24
• 1.3.1 无线通讯技术发展现状20-22
• 1.3.2 无线通讯技术用于建筑领域存在的问题22-24
• 1.4 本文的研究内容与研究思路24-26
• 2 居住建筑围护结构耗热量在线监测方法26-36
• 2.1 居住建筑围护结构耗热量概念与计算方法26-31
• 2.1.1 居住建筑围护结构实时耗热量计算方法26-27
• 2.1.2 围护结构基本耗热量计算中关键参数的确定与修正27-30
• 2.1.3 实时耗热量监测系统的需求分析30-31
• 2.2 耗热量监测系统的总体设计31-34
• 2.2.1 无线通信协议的确定31-32
• 2.2.2 耗热量监测仪操作系统的确定32-33
• 2.2.3 监测系统数据传输协议的确定33
• 2.2.4 监测系统数据采集方案的确定33-34
• 2.3 监测系统在建筑内部的架设方法34-35
• 2.4 本章小结35-36
• 3. 围护结构耗热量Wi-Fi监测系统的硬件开发36-57
• 3.1 耗热量监测仪硬件设计与实现36-52
• 3.1.1 耗热量监测仪硬件系统架构36-37
• 3.1.2 耗热量监测仪核心板资源介绍37-43
• 3.1.3 耗热量监测仪底板硬件开发43-52
• 3.2 Wi-Fi温度传感器硬件设计与实现52-56
• 3.2.1 Wi-Fi温度传感器硬件系统架构52-53
• 3.2.2 Wi-Fi温度传感器的硬件开发53-56
• 3.3 本章小结56-57
• 4 围护结构耗热量Wi-Fi监测系统的软件开发57-87
• 4.1 耗热量监测仪引导程序功能扩展与实现57-61
• 4.1.1 BL1功能设计与开发57-60
• 4.1.2 EBOOT的功能分析及扩展60-61
• 4.2 耗热量监测仪电容触摸屏驱动程序开发61-64
• 4.2.1 电容触摸屏驱动程序结构61-63
• 4.2.2 电容触摸屏驱动程序开发63-64
• 4.3 围护结构耗热量计算软件开发64-82
• 4.3.1 软件总体设计64-67
• 4.3.2 围护结构设置功能模块开发67-75
• 4.3.3 温度采集与耗热量计算模块开发75-80
• 4.3.4 数据导入与导出功能模块开发80-82
• 4.4 Wi-Fi温度传感器软件开发82-86
• 4.4.1 SHT21传感器与液晶屏驱动程序开发82-84
• 4.4.2 Wi-Fi温度传感器数据上传功能开发84-86
• 4.5 本章小结86-87
• 5 围护结构耗热量Wi-Fi监测系统的测试与分析87-93
• 5.1 实验室测试系统的建立87-88
• 5.2 监测系统基本功能的测试88-90
• 5.2.1 操作系统引导测试88-90
• 5.2.2 触摸屏硬件与驱动测试90
• 5.3 数据采集与耗热量计算测试90-92
• 5.4 本章小结92-93
• 结论及展望93-95
• 参考文献95-98
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况98-99
• 致谢99-100

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本文编号：663479