基于物聯(lián)網(wǎng)的智能樓宇舒適性節(jié)能照明系統(tǒng)研究

【摘要】：智能照明系統(tǒng)在我們的生活中隨處可見(jiàn)，一套優(yōu)秀的智能照明系統(tǒng)不僅能最大限度地節(jié)約照明能源，而且能夠創(chuàng)造一個(gè)良好的、舒適的工作環(huán)境，從而提高工作效率。近年來(lái)，國(guó)家正在大力提倡節(jié)能環(huán)保，大力支持節(jié)能環(huán)保行業(yè)的發(fā)展。但目前國(guó)內(nèi)節(jié)能環(huán)保行業(yè)的發(fā)展還不盡如人意，距離節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)代化要求還有一段距離，而且目前使用的一些節(jié)能系統(tǒng)在關(guān)注節(jié)能的同時(shí)忽略了不同人群對(duì)光照度的需求。 本系統(tǒng)正是基于節(jié)能和個(gè)性化的需求開(kāi)發(fā)并設(shè)計(jì)的，本系統(tǒng)應(yīng)用了Zigbee通訊技術(shù)、RFID射頻識(shí)別技術(shù)、RFID定位技術(shù)、組態(tài)技術(shù)、分布式等多個(gè)技術(shù)。集通信系統(tǒng)、節(jié)能系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)于一身，具有節(jié)能、智能、遠(yuǎn)程控制等特點(diǎn)。系統(tǒng)采用了改進(jìn)的LANDMARC室內(nèi)定位技術(shù)，準(zhǔn)確判斷用戶所在的空間位置，并使用粒子群算法，依據(jù)其快速收斂的特點(diǎn)及時(shí)制定照明控制策略。系統(tǒng)通過(guò)傳感器采集環(huán)境數(shù)據(jù)以及用戶攜帶的射頻標(biāo)簽卡中光照度的信息，并通過(guò)Zigbee無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)將采集到的信息上傳至上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)用戶定制的舒適性光照需求和節(jié)能策略，控制用戶所在區(qū)域的照明設(shè)備的亮度。 本文重點(diǎn)研究了系統(tǒng)的分布式設(shè)計(jì)、室內(nèi)定位算法、交互性控制策略和軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程。在系統(tǒng)的分布式設(shè)計(jì)中根據(jù)系統(tǒng)不同部分功能的獨(dú)立性和樓宇控制區(qū)域性的特點(diǎn)，采用了主從模式，既減輕了單臺(tái)服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，又簡(jiǎn)化了分布式系統(tǒng)的控制協(xié)議；在室內(nèi)定位算法中引入了空間臨界區(qū)的概念，很好地避免了臨界區(qū)定位引起的空間判斷錯(cuò)誤；在交互性控制策略中選用了具有約束條件的粒子群優(yōu)化算法，結(jié)合照明系統(tǒng)自身的特點(diǎn)解決了個(gè)性化照明中策略制定的問(wèn)題；在軟件設(shè)計(jì)中采用了面向接口的設(shè)計(jì)思想，詳細(xì)設(shè)計(jì)了軟件各部分的功能，并描述了各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程；最后通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能。 【關(guān)鍵詞】：智能照明 節(jié)能 控制策略 室內(nèi)定位 RFID
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP273.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題背景及意義11-12
• 1.2 智能照明國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 照明控制系統(tǒng)的歷史12-13
• 1.2.2 智能照明控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 目前的智能照明控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題14-15
• 1.3 本論文的主要內(nèi)容15-16
• 1.4 本論文的主要工作安排16-17
• 第二章 關(guān)鍵技術(shù)介紹17-21
• 2.1 Zigbee 無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)17
• 2.2 RFID 技術(shù)17-18
• 2.3 室內(nèi)定位技術(shù)18-19
• 2.4 組態(tài)技術(shù)19
• 2.5 數(shù)據(jù)采集技術(shù)19-21
• 第三章 分布式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與組建21-31
• 3.1 智能照明控制系統(tǒng)21-22
• 3.2 分布式控制系統(tǒng)原理22-26
• 3.2.1 分布式系統(tǒng)的定義23
• 3.2.2 分布式系統(tǒng)的組成23-25
• 3.2.3 分布式的特點(diǎn)25-26
• 3.3 分布式控制系統(tǒng)模型組建26-31
• 3.3.1 分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型26-27
• 3.3.2 服務(wù)器通信協(xié)議27-31
• 第四章 室內(nèi)定位算法的研究31-39
• 4.1 個(gè)性化控制的室內(nèi)定位需求31-32
• 4.2 LANDMARC 定位系統(tǒng)32-35
• 4.2.1 LANDMARC 系統(tǒng)構(gòu)成32-33
• 4.2.2 LANDMARC 算法原理33-35
• 4.3 個(gè)性化智能集控平臺(tái)中定位算法的研究35-39
• 4.3.1 定位系統(tǒng)設(shè)備布置35-36
• 4.3.2 LANDMARC 改進(jìn)算法36-39
• 第五章 交互性控制策略研究39-49
• 5.1 照度模型40-41
• 5.2 粒子群算法41-44
• 5.2.1 粒子群算法概述41-42
• 5.2.2 粒子群算法的基本原理42-44
• 5.3 基于粒子群算法的照明控制策略44-49
• 5.3.1 照明控制策略粒子群數(shù)學(xué)模型44-45
• 5.3.2 子種群優(yōu)化任務(wù)及成員的分配45-46
• 5.3.3 最優(yōu)粒子的選擇與變異46-47
• 5.3.4 照明控制策略的實(shí)現(xiàn)47-49
• 第六章 應(yīng)用層設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)49-78
• 6.1 基本工作原理49-53
• 6.1.1 數(shù)據(jù)采集原理49-50
• 6.1.2 室內(nèi)定位原理50
• 6.1.3 個(gè)性化控制原理50-51
• 6.1.4 組態(tài)原理51-53
• 6.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)53-55
• 6.2.1 系統(tǒng)模式設(shè)計(jì)53-54
• 6.2.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)54-55
• 6.3 應(yīng)用服務(wù)器55-62
• 6.3.1 應(yīng)用服務(wù)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)55-56
• 6.3.2 應(yīng)用服務(wù)器的功能模塊設(shè)計(jì)56-62
• 6.4 決策中心服務(wù)器62-67
• 6.4.1 決策中心服務(wù)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62-64
• 6.4.2 決策中心服務(wù)器的功能模塊設(shè)計(jì)64-67
• 6.5 組態(tài)設(shè)計(jì)器67-72
• 6.5.1 描述67
• 6.5.2 組態(tài)設(shè)計(jì)器的整體框架設(shè)計(jì)67-68
• 6.5.3 組態(tài)設(shè)計(jì)器各層功能描述68-72
• 6.5.4 系統(tǒng)執(zhí)行過(guò)程描述72
• 6.5.6 組態(tài)設(shè)計(jì)器接口設(shè)計(jì)72
• 6.6 客戶端設(shè)計(jì)72-75
• 6.6.1 客戶端軟件結(jié)構(gòu)73
• 6.6.2 數(shù)據(jù)通信模塊設(shè)計(jì)73-74
• 6.6.3 數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)74
• 6.6.4 報(bào)表生成模塊設(shè)計(jì)74-75
• 6.6.5 數(shù)據(jù)顯示模塊設(shè)計(jì)75
• 6.7 通信協(xié)議設(shè)計(jì)75-78
• 6.7.1 平臺(tái)無(wú)線模塊通信協(xié)議設(shè)計(jì)75-76
• 6.7.2 客戶端與服務(wù)端通信協(xié)議設(shè)計(jì)76-78
• 第七章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真與分析78-85
• 7.1 設(shè)備選擇與系統(tǒng)布置78-80
• 7.1.1 設(shè)備選擇與布置78-79
• 7.1.2 系統(tǒng)軟件配置展示79-80
• 7.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析80-85
• 7.2.1 定位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析80-82
• 7.2.2 控制策略實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析82-84
• 7.2.3 節(jié)能與舒適性分析84-85
• 第八章 總結(jié)與展望85-87
• 8.1 工作總結(jié)85
• 8.2 工作展望85-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 致謝91-92
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果92

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