面向SEEE模型的信息采集系統(tǒng)構建與傳感器優(yōu)化布置研究.pdf

1、我國每年新建的建筑面積大約在16～19億平方米之間,和發(fā)達國家相比,目前已經(jīng)超過所有發(fā)達國家每年竣工面積的總和。在新建建筑中,真正稱得上是節(jié)能建筑的不足1億平方米,建筑節(jié)能潛力巨大。同時,在既有近400億平方米的建筑中,僅有1％可以視為節(jié)能建筑,其余無論在建筑圍護結構上還是用采暖空調(diào)系統(tǒng)來衡量,均屬于高耗能建筑。據(jù)統(tǒng)計,在我國每年能源消費總量中,建筑耗能總量已占總能源消耗的三成左右,在能源日趨潰乏的今天,建筑節(jié)能設計和既有建筑的節(jié)能改造

2、勢在必行,所以對建筑能耗進行分析和實現(xiàn)節(jié)能的經(jīng)濟性具有重大意義。
　　基于WSN(無線傳感網(wǎng)絡)的時空SEEE(Synthetical-Energy-Economy-Estimator)模型,通過分析建筑能耗、人體舒適度和環(huán)境健康度的情況下,實現(xiàn)建筑的能量智能,讓建筑能夠適應周圍環(huán)境變化,自主獲得健康、舒適的節(jié)能狀態(tài)。其核心是空間數(shù)據(jù)的獲取、傳輸和計算。所以本文圍繞如何準確獲得空間整體信息來展開。
　　首先,通過對現(xiàn)有信息采

3、集系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析,研究有線和無線傳感網(wǎng)絡的技術的發(fā)展,結合SEEE模型對數(shù)據(jù)的要求,構建一種低成本、低功耗的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),實現(xiàn)SEEE模型中溫度、濕度、氣壓、CO、CO2和VOCs等環(huán)境信息數(shù)據(jù)的采集和無線傳輸。該無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用擴展性比較強的UCBtelosb硬件平臺,同時硬件平臺采用的操作系統(tǒng)具有良好的可移植性,能夠充分發(fā)揮平臺的硬件性能,有效的降低系統(tǒng)的功耗。
　　其次,針對建筑空間環(huán)境中各種信息分布的不確定性,本文

4、結合SEEE模型提出的高精度點測量和低精度面測量的WSN布局原理,采用數(shù)值模擬技術(CFD:computationalfluiddynamics)對建筑單元內(nèi)的溫濕度場進行數(shù)值模擬分析,掌握建筑單元內(nèi)溫濕度場變化規(guī)律。通過實驗對數(shù)值模擬的結果進行驗證,實驗結果表明,仿真結果在誤差允許范圍內(nèi),與實測值基本吻合,是準確可行的,可以為傳感器節(jié)點布置中關鍵位置點的選取提供參考。
　　最后,本文選取溫濕度梯度場等溫線上曲率較大的點和等溫線密