智能家居節(jié)能控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，家居電器的能耗管理和節(jié)約問題成為開發(fā)者要解決的一個(gè)重要難題。如何設(shè)計(jì)出一種智能化的能耗監(jiān)測(cè)和節(jié)能控制系統(tǒng)，直觀的展示家居電器的能耗狀況，同時(shí)在極少的人工干預(yù)下對(duì)電器進(jìn)行智能識(shí)別和狀態(tài)控制，讓用戶擁有極高的體驗(yàn)度，成為現(xiàn)行家居電器控制系統(tǒng)的一項(xiàng)基本目標(biāo)。因此，論文通過構(gòu)建一個(gè)具有能耗管理功能的智能家居節(jié)能控制系統(tǒng)來解決家居電器的能源浪費(fèi)問題，其核心內(nèi)容是在提取家居電器電能特征參數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行電器模式識(shí)別，然后建

2、立時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)電器的自動(dòng)控制。
　　首先分析了家居電器節(jié)能控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)現(xiàn)行智能家居能源浪費(fèi)現(xiàn)象進(jìn)行了研究，指出家居電器能源浪費(fèi)的原因在于節(jié)能策略的匱乏和節(jié)能意識(shí)的薄弱。此后通過對(duì)家用電器的電能參數(shù)進(jìn)行分析，提取了電器的電能特征參數(shù)，包括功率、功率因數(shù)、電流波形相關(guān)度、電流波形波動(dòng)系數(shù)、電流波形啟動(dòng)脈沖系數(shù)。然后設(shè)計(jì)了家居電器的模式識(shí)別算法，包括電器的狀態(tài)和類型的識(shí)別，并建立了電能參數(shù)的二階 AR模型，

3、通過此模型對(duì)電能參數(shù)做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，給出電器的預(yù)知?jiǎng)幼?。論文?duì)電器的模式識(shí)別和預(yù)測(cè)算法進(jìn)行了軟硬件仿真和實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了算法的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，達(dá)到了節(jié)能的目的。
　　同時(shí)論述了家居電器節(jié)能控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)和功能特性，指出了ZigBee局域網(wǎng)相對(duì)于其他幾種組網(wǎng)方式的優(yōu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于智能插座、ZigBee無線個(gè)域網(wǎng)、ARM+Linux平臺(tái)組成的系統(tǒng)框架。其中主控器網(wǎng)關(guān)模塊選取的是 SAMSUNG公司的嵌入式處理器S3C244

4、0A，并搭建了包括SDRAM、NANDFlash/NORFlash、供電電路、晶振電路以及復(fù)位電路在內(nèi)的核心系統(tǒng)，同時(shí)還設(shè)計(jì)了網(wǎng)卡電路、UART串口電路、SD卡電路等外圍器件電路。
　　最后給出了家居控制軟件的設(shè)計(jì)。該軟件實(shí)現(xiàn)了家居的在線控制功能，包括家居電器的開啟、關(guān)閉以及狀態(tài)展示，能夠直觀形象的給出電器的能耗參數(shù)曲線分析圖。本文設(shè)計(jì)的智能家居節(jié)能控制系統(tǒng)，能夠自動(dòng)控制家居電器開關(guān)，并實(shí)現(xiàn)了家居的實(shí)時(shí)在線控制，幫助用戶主動(dòng)地參與