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无线传感器网络电能节能管理系统的设计与实现

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 12:04:21
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无线传感器网络电能节能管理系统的设计与实现【摘要】:由于当今社会生活中人们的节能意识还很薄弱,一些公共大型用电场所中的用电设备如照明设备、计算机等经常由于人们的不自觉关闭而浪费了巨

【摘要】:由于当今社会生活中人们的节能意识还很薄弱,一些公共大型用电场所中的用电设备如照明设备、计算机等经常由于人们的不自觉关闭而浪费了巨大的电能,如何对这些用电设备进行智能化的管理和节能控制已经成为了当今社会面临的主要课题。 无线传感器网络的底层节点众多,可以实时采集环境中的光强和用电设备的能耗等信息,通过无线传输技术将信息传递给用户,使用户对于底层的众多用电设备实现便捷、统一的管理。本文在无线传感器网络智能节能系统的基础上对其开发了管理系统,使用户不必了解无线传感器网络的业务逻辑,只通过管理软件即可对底层用电设备进行监测和控制,通过智能化的管理和节能的控制措施使系统在实现了管理功能的同时达到了有效节能的效果。 本文针对智能照明设备和个人计算机设备分别进行了节能控制策略的分析,通过对通信协议及用于解析处理的触发器的设计,实现了对采集和控制信息的正确传输处理,并且使用存储过程等技术提高数据处理的效率。客户端管理软件基于B/S模式进行开发,采用JSP、JavaBean以及Servlet的架构模式实现,分别开发了基于WEB和基于WAP的系统管理软件,在系统中使用了FLEX、AJAX等技术,实现了图形化的界面显示,使用户的操作更为直观便捷。对于个人计算机的工作状态识别过程,本文采用K-means聚类算法对计算机进行能耗建模,通过对实时功耗数据的分析来自动识别计算机设备的用电消耗情况,进而做出节能控制。本文最后给出了对节能效果的验证,进行了节能分析和评价。 通过对本文内容的研究,最终实现了对用电设备的智能管理和科学控制,解决了管理人员对大型用电场所中的用电设备进行管理控制时受到的地理限制,有效地杜绝了能源浪费现象。由于本系统具有良好的可扩展性,可以稍加修改应用到更多的大型用电场所中去。 【关键词】:无线传感器网络 节能管理 远程监控 K-means
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP212.9;TN929.5;TP311.52
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 绪论9-17
  • 1.1 课题的背景及意义9
  • 1.2 与课题相关的国内外研究现状9-15
  • 1.2.1 无线传感器网络技术介绍与国内外研究现状分析9-12
  • 1.2.2 无线传感器网络的应用领域及节能系统12-13
  • 1.2.3 无线传感器网络应用层管理软件13-15
  • 1.3 本文主要研究内容及论文安排15-17
  • 第2章 电能节能管理系统的需求分析17-22
  • 2.1 电能节能管理系统的业务流程17-19
  • 2.1.1 电能节能管理系统的工作原理17-18
  • 2.1.2 电能节能管理系统的控制策略18-19
  • 2.2 电能节能管理系统的需求分析19-21
  • 2.2.1 功能性需求分析19-21
  • 2.2.2 非功能性需求分析21
  • 2.3 本章小结21-22
  • 第3章 电能节能管理系统的设计22-39
  • 3.1 电能节能管理系统的总体设计22-25
  • 3.1.1 电能节能管理系统的总体架构设计22-23
  • 3.1.2 电能节能管理系统的功能模块设计23-25
  • 3.2 数据实时采集模块的设计25-28
  • 3.2.1 实时采集监测功能的设计26
  • 3.2.2 串口协议的设计26-28
  • 3.3 智能照明设备控制过程的设计28-30
  • 3.4 个人计算机设备状态识别过程的设计30-33
  • 3.5 数据的存储及管理模块的设计33-36
  • 3.5.1 数据存储功能的设计33
  • 3.5.2 数据管理功能的设计33-36
  • 3.6 终端数据呈现模块的设计36-38
  • 3.7 本章小结38-39
  • 第4章 电能节能管理系统的实现39-62
  • 4.1 用户管理模块的实现39-40
  • 4.2 数据采集监测模块的实现40-44
  • 4.3 智能照明设备控制过程的实现44-45
  • 4.4 个人计算机设备用电状态识别过程的实现45-50
  • 4.5 数据的存储及管理模块的实现50-55
  • 4.5.1 数据存储功能的实现50-52
  • 4.5.2 数据管理功能的实现52-55
  • 4.6 终端数据呈现模块的实现55-60
  • 4.6.1 数据显示模块的实现55-56
  • 4.6.2 日志呈现模块的实现56-58
  • 4.6.3 曲线图呈现模块的实现58-60
  • 4.6.4 移动终端管理软件功能的实现60
  • 4.7 本章小结60-62
  • 第5章 电能节能管理系统的测试62-71
  • 5.1 测试的环境及条件62
  • 5.2 功能测试62-66
  • 5.3 性能测试66-70
  • 5.3.1 智能照明系统节能效果测试66-68
  • 5.3.2 个人计算机设备状态识别性能测试68-69
  • 5.3.3 终端管理系统软件性能测试69-70
  • 5.4 系统评价70
  • 5.5 本章小结70-71
  • 结论71-72
  • 主要参考文献72-76
  • 致谢76-77
  • 个人简历77


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