面向空調(diào)故障預測與診斷的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、建筑既是人類活動的基本場所,也是大量消耗能源、資源的重要項目。隨著我國城市化進程的推進,目前我國已建房屋有400億平方米以上屬于高能耗建筑,總量龐大,潛伏巨大能源危機。僅到2000年末,我國建筑年消耗商品能源共計3.76億噸標準煤,占全社會終端能耗總量的27.6％,而建筑用能的增加對全國的溫室氣體排放“貢獻率”已經(jīng)達到了25%。預計到2020年,我國建筑能耗將達到1089億噸標準煤。如果不注重建筑節(jié)能設計,將直接加劇能源危機。因此,需要

2、針對建筑物使用過程中的供暖通風、空調(diào)、照明、輸送等方面的能耗進行控制,特別是空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能潛力最大。
　　空調(diào)設備具有較高的性能系數(shù)(COP,CoefficientofPerformance),空調(diào)系統(tǒng)“帶故障”運行可造成系統(tǒng)的COP明顯下降,各類故障引起的空調(diào)系統(tǒng)能耗增加及其對系統(tǒng)性能的影響非?？捎^,嚴重影響到室內(nèi)的環(huán)境質量和系統(tǒng)設備的壽命,增加了維修成本和不可預知的設備停機時間。因此,對空調(diào)系統(tǒng)各種故障進行及時、準確的預測與診

3、斷,對保證空調(diào)系統(tǒng)的正常運行,提高空調(diào)系統(tǒng)能效有重要意義。
　　本文通過對空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析,研究無線傳感器網(wǎng)絡技術發(fā)展方向,結合空調(diào)系統(tǒng)結構特征,提出了一種低成本、低功耗、抗干擾性強、可擴展性強的空調(diào)故障預測與診斷的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構中,設計了基于UCBtelosb和TI的CC2430硬件平臺,實現(xiàn)了面向實際硬件平臺的nesC驅動開發(fā),以及在此基礎上的無線傳感器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)TinyOS成功移植

4、。TinyOS操作系統(tǒng)的輕量級線程、主動消息通信技術、事件驅動模式、組件化編程使系統(tǒng)具有良好的可移植性,充分發(fā)揮硬件特性和傳感器網(wǎng)絡的性能,降低系統(tǒng)的功耗。同時,設計實現(xiàn)高效的ICEM-ZigBee協(xié)議,采用靈活的自組織無線通信網(wǎng)絡對空調(diào)系統(tǒng)中多測點、多類型信息進行不間斷的采集,實時準確地顯示空調(diào)系統(tǒng)的運行狀態(tài),通過相應的專家系統(tǒng)實時分析各參數(shù)的內(nèi)在時空耦合關系,預測關鍵指標的漸進趨勢,將空調(diào)故障消滅在萌芽狀態(tài),確?？照{(diào)系統(tǒng)的高效運行。