建筑物联网可重构通用DDC的设计与应用研究
发布时间：2022-10-22 17:09
近年来,物联网、大数据、人工智能技术的快速发展和实际应用给智能建筑的发展提供了新思路、新方向和新契机,一种新型智能建筑“智慧建筑”应运而生。建筑物联网系统平台是在分析传统智能建筑体系结构弊端的前提下,并且对现有新技术、新理论深入研究的工作之上提出的一种“智慧建筑”架构。该系统平台具有网络信息化、自组织、可重构等特点,可以消除传统智能建筑系统结构运行中遇到的诸如电气设备跨系统协调运行困难、配置工作量大、可重构性差等问题,而可重构通用DDC（Direct Digital Control）是建筑物联网系统平台的产品需求,是构建建筑物联网系统平台的设备基石。首先,介绍了建筑物联网系统平台的结构组成,包括感知层、网络层、平台服务层和应用层,分析了可重构通用DDC在楼宇空调系统、新风系统、给排水系统、送排风系统、照明系统等中的功能需求,并制定了可重构通用DDC的硬件和软件方案,尤其是基于FreeRTOS嵌入式实时操作系统的多任务划分及调度。其次,设计了通用DDC的硬件电路,提出了面向楼宇BAS（Building Automation System）的四种可重构通用DDC,研究了通用DDC的重构方法...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 课题研究背景
1.1.2 课题研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 物联网在智能建筑中的研究
1.2.2 楼宇DDC相关研究
1.3 论文研究内容及各章节安排
1.3.1 论文研究内容
1.3.2 论文章节安排
第2章 建筑物联网系统平台及可重构通用DDC方案设计
2.1 建筑物联网系统平台架构
2.1.1 建筑物联网系统平台介绍
2.1.2 可重构通用DDC系统定位
2.2 可重构通用DDC硬件方案
2.3 可重构通用DDC嵌入式软件方案
2.3.1 可重构通用DDC软件平台搭建
2.3.2 可重构通用DDC任务划分及调度
2.4 本章小结
第3章 可重构通用DDC硬件和软件设计
3.1 可重构通用DDC功能需求分析
3.1.1 空调机组控制系统原理及需求
3.1.2 新风机组控制系统原理及需求
3.1.3 送排风系统原理及需求
3.1.4 给排水系统原理及需求
3.1.5 照明系统原理及需求
3.1.6 可重构通用DDC需求总结
3.2 可重构通用DDC硬件设计
3.2.1 可重构通用DDC硬件框架
3.2.2 无线通信电路
3.2.3 模拟量输入输出电路
3.2.4 以太网通信电路
3.2.5 可重构通用DDC PCB图
3.3 可重构通用DDC软件设计
3.3.1 重构基本功能模块设计
3.3.2 基于动态链表的通用DDC重构软件设计
3.4 可重构通用DDC重构通信协议设计
3.5 本章小结
第4章 通用DDC可重构功能实现及应用设计
4.1 通用DDC可重构功能实现
4.1.1 重构基本功能模块数学模型
4.1.2 重构变量定义
4.1.3 重构功能模块存储结构体定义
4.1.4 重构功能模块算法单元设计
4.1.5 重构实现过程
4.2 上位机可重构软件实现
4.2.1 重构基本单元设计
4.2.2 重构界面设计
4.2.3 重构信息下载
4.3 可重构通用DDC在 BAS中的应用设计
4.3.1 应用于空调机组控制系统
4.3.2 应用于新风机组控制系统
4.3.3 应用于送排风系统
4.3.4 应用于给水系统
4.3.5 应用于智能照明系统
4.4 本章小结
第5章 基于LoRa的 DDC无线自组网研究
5.1 LoRa及无线网络结构
5.1.1 LoRa
5.1.2 无线网络结构选择
5.1.3 无线网络结构特点分析
5.2 无线网络自组织与动态维护
5.2.1 无线自组网流程
5.2.2 智能终端开机自动加入网络
5.2.3 基于伪随机序列的信道分配策略
5.2.4 基于数据融合的路由选择策略
5.2.5 多路由冗余自适应传输传输策略
5.2.6 无线网络动态维护
5.3 无线自组网应用层协议
5.3.1 广播数据包
5.3.2 信道切换数据包
5.3.3 控制器通信故障数据包
5.4 无线网络性能测试
5.5 本章小结
第6章 可重构通用DDC应用实例
6.1 可重构通用DDC应用于恒压供水系统
6.1.1 应用环境
6.1.2 应用过程及结果
6.2 可重构通用DDC应用于智能照明系统
6.2.1 应用环境
6.2.2 应用过程及结果
6.3 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RS485总线的前端数字化数据采集系统[J]. 张会新,余俊斌,严帅,刘欣,高金转. 仪表技术与传感器. 2018(06)
[2]物联网技术在智能建筑中的应用研究[J]. 毛煜华. 智能建筑与智慧城市. 2018(05)
[3]增量式PID和位置式PID算法的整定比较与研究[J]. 王祎晨. 工业控制计算机. 2018(05)
[4]无线传感器网络综述[J]. 吴瑞睿,刘洁琳. 科技创新与应用. 2018(14)
[5]基于STM32F407的以太网通信模块设计[J]. 崔琳,朱磊,刘小龙,王湘南. 计算机测量与控制. 2018(01)
[6]无线传感器网络的关键技术及其在物联网中的应用[J]. 夏承龙. 通讯世界. 2017(21)
[7]基于线性链表的关联规则数据挖掘技术在数字图书馆中的应用[J]. 方玉峰. 中国新通信. 2017(16)
[8]《智慧建筑白皮书》:建筑将成为拥有“大脑”的智慧平台[J]. 智能建筑与智慧城市. 2017(05)
[9]智能建筑VS智慧建筑,你分清了么?[J]. 田媛. 中国建设信息化. 2017(09)
[10]关于无线传感器网络WSN的关键技术的探究[J]. 覃智. 科技资讯. 2017(12)
博士论文
[1]智能建筑无中心平台架构研究[D]. 沈启.清华大学 2015
硕士论文
[1]建筑电气设备物联网系统组态软件的设计与应用[D]. 高修崇.山东建筑大学 2018
[2]基于BACnet的智能楼宇DDC的设计[D]. 王宇.哈尔滨工业大学 2014
[3]基于BACnet与IPv6的智能楼宇组网设计与研究[D]. 郑翔.杭州电子科技大学 2014
[4]基于ARM平台Modbus协议智能楼宇控制系统的设计[D]. 程华.江西农业大学 2013
[5]基于中央监控的建筑设备自动化管理系统设计与实现[D]. 先柯桦.电子科技大学 2010
[6]基于ARM9处理器的楼宇控制器设计[D]. 王竹梅.北方工业大学 2010
本文编号：3696506
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 课题研究背景
1.1.2 课题研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 物联网在智能建筑中的研究
1.2.2 楼宇DDC相关研究
1.3 论文研究内容及各章节安排
1.3.1 论文研究内容
1.3.2 论文章节安排
第2章 建筑物联网系统平台及可重构通用DDC方案设计
2.1 建筑物联网系统平台架构
2.1.1 建筑物联网系统平台介绍
2.1.2 可重构通用DDC系统定位
2.2 可重构通用DDC硬件方案
2.3 可重构通用DDC嵌入式软件方案
2.3.1 可重构通用DDC软件平台搭建
2.3.2 可重构通用DDC任务划分及调度
2.4 本章小结
第3章 可重构通用DDC硬件和软件设计
3.1 可重构通用DDC功能需求分析
3.1.1 空调机组控制系统原理及需求
3.1.2 新风机组控制系统原理及需求
3.1.3 送排风系统原理及需求
3.1.4 给排水系统原理及需求
3.1.5 照明系统原理及需求
3.1.6 可重构通用DDC需求总结
3.2 可重构通用DDC硬件设计
3.2.1 可重构通用DDC硬件框架
3.2.2 无线通信电路
3.2.3 模拟量输入输出电路
3.2.4 以太网通信电路
3.2.5 可重构通用DDC PCB图
3.3 可重构通用DDC软件设计
3.3.1 重构基本功能模块设计
3.3.2 基于动态链表的通用DDC重构软件设计
3.4 可重构通用DDC重构通信协议设计
3.5 本章小结
第4章 通用DDC可重构功能实现及应用设计
4.1 通用DDC可重构功能实现
4.1.1 重构基本功能模块数学模型
4.1.2 重构变量定义
4.1.3 重构功能模块存储结构体定义
4.1.4 重构功能模块算法单元设计
4.1.5 重构实现过程
4.2 上位机可重构软件实现
4.2.1 重构基本单元设计
4.2.2 重构界面设计
4.2.3 重构信息下载
4.3 可重构通用DDC在 BAS中的应用设计
4.3.1 应用于空调机组控制系统
4.3.2 应用于新风机组控制系统
4.3.3 应用于送排风系统
4.3.4 应用于给水系统
4.3.5 应用于智能照明系统
4.4 本章小结
第5章 基于LoRa的 DDC无线自组网研究
5.1 LoRa及无线网络结构
5.1.1 LoRa
5.1.2 无线网络结构选择
5.1.3 无线网络结构特点分析
5.2 无线网络自组织与动态维护
5.2.1 无线自组网流程
5.2.2 智能终端开机自动加入网络
5.2.3 基于伪随机序列的信道分配策略
5.2.4 基于数据融合的路由选择策略
5.2.5 多路由冗余自适应传输传输策略
5.2.6 无线网络动态维护
5.3 无线自组网应用层协议
5.3.1 广播数据包
5.3.2 信道切换数据包
5.3.3 控制器通信故障数据包
5.4 无线网络性能测试
5.5 本章小结
第6章 可重构通用DDC应用实例
6.1 可重构通用DDC应用于恒压供水系统
6.1.1 应用环境
6.1.2 应用过程及结果
6.2 可重构通用DDC应用于智能照明系统
6.2.1 应用环境
6.2.2 应用过程及结果
6.3 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RS485总线的前端数字化数据采集系统[J]. 张会新,余俊斌,严帅,刘欣,高金转. 仪表技术与传感器. 2018(06)
[2]物联网技术在智能建筑中的应用研究[J]. 毛煜华. 智能建筑与智慧城市. 2018(05)
[3]增量式PID和位置式PID算法的整定比较与研究[J]. 王祎晨. 工业控制计算机. 2018(05)
[4]无线传感器网络综述[J]. 吴瑞睿,刘洁琳. 科技创新与应用. 2018(14)
[5]基于STM32F407的以太网通信模块设计[J]. 崔琳,朱磊,刘小龙,王湘南. 计算机测量与控制. 2018(01)
[6]无线传感器网络的关键技术及其在物联网中的应用[J]. 夏承龙. 通讯世界. 2017(21)
[7]基于线性链表的关联规则数据挖掘技术在数字图书馆中的应用[J]. 方玉峰. 中国新通信. 2017(16)
[8]《智慧建筑白皮书》:建筑将成为拥有“大脑”的智慧平台[J]. 智能建筑与智慧城市. 2017(05)
[9]智能建筑VS智慧建筑,你分清了么?[J]. 田媛. 中国建设信息化. 2017(09)
[10]关于无线传感器网络WSN的关键技术的探究[J]. 覃智. 科技资讯. 2017(12)
博士论文
[1]智能建筑无中心平台架构研究[D]. 沈启.清华大学 2015
硕士论文
[1]建筑电气设备物联网系统组态软件的设计与应用[D]. 高修崇.山东建筑大学 2018
[2]基于BACnet的智能楼宇DDC的设计[D]. 王宇.哈尔滨工业大学 2014
[3]基于BACnet与IPv6的智能楼宇组网设计与研究[D]. 郑翔.杭州电子科技大学 2014
[4]基于ARM平台Modbus协议智能楼宇控制系统的设计[D]. 程华.江西农业大学 2013
[5]基于中央监控的建筑设备自动化管理系统设计与实现[D]. 先柯桦.电子科技大学 2010
[6]基于ARM9处理器的楼宇控制器设计[D]. 王竹梅.北方工业大学 2010
本文编号：3696506
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