面向家居设备的智慧化控制管理技术研究

发布时间：2017-09-28 12:36

  本文关键词：面向家居设备的智慧化控制管理技术研究

  更多相关文章： 智能家居 集散控制 能耗管理 环境感知 动态电价 蓄电池

【摘要】：随着物联网、云计算、三网融合等新兴产业和应用技术的快速发展,建设智慧城市、引领智能生活已成为提高居民生活品质的创新理念和发展趋势。智能家居的兴起,带动了智能家居设备进入千家万户;智能家居设备的不断出现,也促进了智能家居产业的发展。智能家居丰富了家居生活方式,能够使家居环境更加智能化。但是,智能家居在带给人们更加智能、舒适、便利生活的背后,却是更高的家庭能耗,用户必然面临着家居设备极大丰富和家庭能耗不断提升的双重问题。城市化的进程更加加剧了这一问题,用户对智能家居提出了更多要求。因此,如何在满足用户智能生活的同时,又能对家庭中各自为阵的家居设备进行控制管理,最大限度的利用资源,降耗节能,已成为智能家居企业面临的巨大挑战和考验。本文的主要工作是依据各类家居设备的控制方式及运行特点,提供一个综合管理方案,解决当前智能家居设备“各自为阵”,缺乏整体层面能耗管理和成本控制的问题。本文的研究内容分为三部分。首先,本文分析与设计一个环境感知的智能家居设备集散式控制管理平台,完成了相应的需求分析和概要设计。在此基础上,选择硬件并搭建了平台运行环境,开发相关控制管理软件实现了该平台,并对其功能、可靠性、功耗等方面进行了测试。其次,本文研究了电价感知的家居设备节能调度方法,针对家居设备耗电功率进行了建模,根据所识别的家居设备运行状态和当前常用的电价模型,提出了电价感知的智能家居设备节能调度算法。通过与未使用该调度算法的家居系统能耗比较,证明了该算法的可用性。最后,研究了蓄电池支撑的家居设备耗电成本控制调度算法。通过对蓄电池剩余电量检测和动态电价的判断,利用动态规划算法,对家居设备的供电方式进行调度管理,达到降低成本的目的。仿真实验结果验证了该算法的优势。
【关键词】：智能家居 集散控制 能耗管理 环境感知 动态电价 蓄电池
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU855
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 研究背景及意义10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 智慧化管理控制10-11
• 1.2.2 智能家居能耗管理11-12
• 1.3 论文研究内容12-13
• 第二章 相关理论与技术13-21
• 2.1 自动控制13-14
• 2.2 家庭设备控制技术14-15
• 2.3 现有家庭组网技术15-16
• 2.4 传感器16-17
• 2.4.1 传感器工作原理16
• 2.4.2 传感器的应用16-17
• 2.5 动态规划17-18
• 2.6 家庭能耗管理系统18-20
• 2.7 本章小结20-21
• 第三章 智能家居设备集散式控制管理平台的设计与实现21-46
• 3.1 智能家居设备集散式控制管理平台需求分析21-23
• 3.1.1 用户需求21-22
• 3.1.2 平台功能性需求22-23
• 3.1.3 平台非功能性需求23
• 3.2 智能家居设备集散式控制管理平台概要设计23-29
• 3.2.1 术语定义23-24
• 3.2.2 平台拓扑结构设计24-26
• 3.2.3 平台功能模块设计26-28
• 3.2.4 接口设计28-29
• 3.3 智能家居设备集散式控制管理平台实现29-39
• 3.3.1 环境构造29-30
• 3.3.2 前端驱动软件实现30-35
• 3.3.3 服务端软件实现35-39
• 3.4 智能家居设备集散式控制管理平台测试39-45
• 3.4.1 测试环境39-40
• 3.4.2 功能性测试40-44
• 3.4.3 可靠性测试44
• 3.4.4 功耗测试44-45
• 3.4.5 响应时间测试45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 电价感知的家居设备节能调度研究46-60
• 4.1 研究动机46-47
• 4.2 家居设备耗电功率模型47-49
• 4.3 智能家居设备运行状态识别49-54
• 4.3.1 技术背景49
• 4.3.2 家居设备运行状态识别流程49-53
• 4.3.3 示例分析53-54
• 4.4 电价感知的智能家居设备调度算法54-56
• 4.5 算法仿真验证56-59
• 4.6 本章小结59-60
• 第五章 蓄电池支撑的家居设备节能调度研究60-78
• 5.1 研究动机60
• 5.2 电池分析60-62
• 5.3 蓄电池剩余电量检测62-67
• 5.3.1 原理分析62-63
• 5.3.2 电量检测63-67
• 5.4 蓄电池组调度方法研究67-70
• 5.4.1 蓄电池循环链表调度67-68
• 5.4.2 分布式蓄电池调度68-70
• 5.5 蓄电池组支撑的家居设备调度算法70-73
• 5.6 算法仿真验证73-77
• 5.7 本章小结77-78
• 第六章 总结与展望78-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84
• 攻读硕士期间取得的研究成果84-85

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