基于CPS的能耗監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡架構及協(xié)議研究.pdf

1、隨著我國城市化水平不斷提高，建筑能耗所占比重越來越大，對我國能源供應和環(huán)境保護造成了巨大壓力。隨著建筑面積不斷擴大，建筑能耗將超工業(yè)、交通等行業(yè)而最終成為能耗的首位。減少建筑能耗成為節(jié)能的首要目的。
　　 對于建筑內能源表的信息采集，大部分采用人工記錄、統(tǒng)計、分析及改進的方式。由于人工采集的不準確性和不實時性，導致所得數(shù)據(jù)不夠準確，這樣就很難通過人工計算得出統(tǒng)計結果，找出合理的能源解決方案，所以一個實時、高效、準確的能源系統(tǒng)需要

2、迫在眉睫。
　　 CPS(Cyber Physical Systems)是一種新型網(wǎng)絡系統(tǒng)，雖然還沒有明確的定義，多數(shù)人傾向于稱為信息物理融合系統(tǒng)，它是一個綜合計算、網(wǎng)絡和物理環(huán)境的多維復雜系統(tǒng)，通過3C(Computation，Communication，Control)技術，通過感知環(huán)境，深度融合計算、通信和控制能力的網(wǎng)絡化物理設備系統(tǒng)，具有可控可信可擴展功能，其本質就是以“人-機-物”的融合為目標的計算技術，以實現(xiàn)人的測控

3、在時間、空間等方面的延伸，CPS技術將徹底改變人類的生存方式。
　　 本文將CPS概念引入到能耗監(jiān)控系統(tǒng)中，對能耗數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和控制，實現(xiàn)方便快捷的數(shù)據(jù)采集，可靠的傳輸，實時有效的控制，減少不必要的浪費，向降低能耗的發(fā)展更邁近一步。
　　 本文研究的內容主要包括以下幾個方面:
　　 (1)研究CPS的概念，將CPS概念引入到能耗監(jiān)控系統(tǒng)中所形成的新的網(wǎng)絡架構的研究;
　　 (2)分析各種通信協(xié)議的優(yōu)缺

4、點，通過研究CPS特點，確定適合于CPS網(wǎng)絡的協(xié)議;
　　 (3)搭建能耗監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路，對各部分功能進行詳細介紹;
　　 (4)結合CPS網(wǎng)絡特點，研究基于蟻群遺傳算法的CPS異構網(wǎng)絡路由算法，以保證系統(tǒng)的實時性和傳輸質量，通過軟件仿真進行算法比較，找出效果最好的算法;
　　 (5)編寫相應的程序，檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性和系統(tǒng)控制的實時性。
　　 本文設計了一種CPS架構，并應用到能耗監(jiān)控系統(tǒng)中;設