建筑物聯(lián)網(wǎng)可重構(gòu)通用DDC的設(shè)計與應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2022-10-22 17:09
近年來,物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的快速發(fā)展和實際應(yīng)用給智能建筑的發(fā)展提供了新思路、新方向和新契機,一種新型智能建筑“智慧建筑”應(yīng)運而生。建筑物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺是在分析傳統(tǒng)智能建筑體系結(jié)構(gòu)弊端的前提下,并且對現(xiàn)有新技術(shù)、新理論深入研究的工作之上提出的一種“智慧建筑”架構(gòu)。該系統(tǒng)平臺具有網(wǎng)絡(luò)信息化、自組織、可重構(gòu)等特點,可以消除傳統(tǒng)智能建筑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)運行中遇到的諸如電氣設(shè)備跨系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行困難、配置工作量大、可重構(gòu)性差等問題,而可重構(gòu)通用DDC(Direct Digital Control)是建筑物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺的產(chǎn)品需求,是構(gòu)建建筑物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺的設(shè)備基石。首先,介紹了建筑物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺的結(jié)構(gòu)組成,包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺服務(wù)層和應(yīng)用層,分析了可重構(gòu)通用DDC在樓宇空調(diào)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等中的功能需求,并制定了可重構(gòu)通用DDC的硬件和軟件方案,尤其是基于FreeRTOS嵌入式實時操作系統(tǒng)的多任務(wù)劃分及調(diào)度。其次,設(shè)計了通用DDC的硬件電路,提出了面向樓宇BAS(Building Automation System)的四種可重構(gòu)通用DDC,研究了通用DDC的重構(gòu)方法...
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.1.1 課題研究背景
1.1.2 課題研究意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)在智能建筑中的研究
1.2.2 樓宇DDC相關(guān)研究
1.3 論文研究內(nèi)容及各章節(jié)安排
1.3.1 論文研究內(nèi)容
1.3.2 論文章節(jié)安排
第2章 建筑物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺及可重構(gòu)通用DDC方案設(shè)計
2.1 建筑物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺架構(gòu)
2.1.1 建筑物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺介紹
2.1.2 可重構(gòu)通用DDC系統(tǒng)定位
2.2 可重構(gòu)通用DDC硬件方案
2.3 可重構(gòu)通用DDC嵌入式軟件方案
2.3.1 可重構(gòu)通用DDC軟件平臺搭建
2.3.2 可重構(gòu)通用DDC任務(wù)劃分及調(diào)度
2.4 本章小結(jié)
第3章 可重構(gòu)通用DDC硬件和軟件設(shè)計
3.1 可重構(gòu)通用DDC功能需求分析
3.1.1 空調(diào)機組控制系統(tǒng)原理及需求
3.1.2 新風(fēng)機組控制系統(tǒng)原理及需求
3.1.3 送排風(fēng)系統(tǒng)原理及需求
3.1.4 給排水系統(tǒng)原理及需求
3.1.5 照明系統(tǒng)原理及需求
3.1.6 可重構(gòu)通用DDC需求總結(jié)
3.2 可重構(gòu)通用DDC硬件設(shè)計
3.2.1 可重構(gòu)通用DDC硬件框架
3.2.2 無線通信電路
3.2.3 模擬量輸入輸出電路
3.2.4 以太網(wǎng)通信電路
3.2.5 可重構(gòu)通用DDC PCB圖
3.3 可重構(gòu)通用DDC軟件設(shè)計
3.3.1 重構(gòu)基本功能模塊設(shè)計
3.3.2 基于動態(tài)鏈表的通用DDC重構(gòu)軟件設(shè)計
3.4 可重構(gòu)通用DDC重構(gòu)通信協(xié)議設(shè)計
3.5 本章小結(jié)
第4章 通用DDC可重構(gòu)功能實現(xiàn)及應(yīng)用設(shè)計
4.1 通用DDC可重構(gòu)功能實現(xiàn)
4.1.1 重構(gòu)基本功能模塊數(shù)學(xué)模型
4.1.2 重構(gòu)變量定義
4.1.3 重構(gòu)功能模塊存儲結(jié)構(gòu)體定義
4.1.4 重構(gòu)功能模塊算法單元設(shè)計
4.1.5 重構(gòu)實現(xiàn)過程
4.2 上位機可重構(gòu)軟件實現(xiàn)
4.2.1 重構(gòu)基本單元設(shè)計
4.2.2 重構(gòu)界面設(shè)計
4.2.3 重構(gòu)信息下載
4.3 可重構(gòu)通用DDC在 BAS中的應(yīng)用設(shè)計
4.3.1 應(yīng)用于空調(diào)機組控制系統(tǒng)
4.3.2 應(yīng)用于新風(fēng)機組控制系統(tǒng)
4.3.3 應(yīng)用于送排風(fēng)系統(tǒng)
4.3.4 應(yīng)用于給水系統(tǒng)
4.3.5 應(yīng)用于智能照明系統(tǒng)
4.4 本章小結(jié)
第5章 基于LoRa的 DDC無線自組網(wǎng)研究
5.1 LoRa及無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
5.1.1 LoRa
5.1.2 無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇
5.1.3 無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點分析
5.2 無線網(wǎng)絡(luò)自組織與動態(tài)維護
5.2.1 無線自組網(wǎng)流程
5.2.2 智能終端開機自動加入網(wǎng)絡(luò)
5.2.3 基于偽隨機序列的信道分配策略
5.2.4 基于數(shù)據(jù)融合的路由選擇策略
5.2.5 多路由冗余自適應(yīng)傳輸傳輸策略
5.2.6 無線網(wǎng)絡(luò)動態(tài)維護
5.3 無線自組網(wǎng)應(yīng)用層協(xié)議
5.3.1 廣播數(shù)據(jù)包
5.3.2 信道切換數(shù)據(jù)包
5.3.3 控制器通信故障數(shù)據(jù)包
5.4 無線網(wǎng)絡(luò)性能測試
5.5 本章小結(jié)
第6章 可重構(gòu)通用DDC應(yīng)用實例
6.1 可重構(gòu)通用DDC應(yīng)用于恒壓供水系統(tǒng)
6.1.1 應(yīng)用環(huán)境
6.1.2 應(yīng)用過程及結(jié)果
6.2 可重構(gòu)通用DDC應(yīng)用于智能照明系統(tǒng)
6.2.1 應(yīng)用環(huán)境
6.2.2 應(yīng)用過程及結(jié)果
6.3 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于RS485總線的前端數(shù)字化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 張會新,余俊斌,嚴帥,劉欣,高金轉(zhuǎn). 儀表技術(shù)與傳感器. 2018(06)
[2]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用研究[J]. 毛煜華. 智能建筑與智慧城市. 2018(05)
[3]增量式PID和位置式PID算法的整定比較與研究[J]. 王祎晨. 工業(yè)控制計算機. 2018(05)
[4]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J]. 吳瑞睿,劉潔琳. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2018(14)
[5]基于STM32F407的以太網(wǎng)通信模塊設(shè)計[J]. 崔琳,朱磊,劉小龍,王湘南. 計算機測量與控制. 2018(01)
[6]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 夏承龍. 通訊世界. 2017(21)
[7]基于線性鏈表的關(guān)聯(lián)規(guī)則數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用[J]. 方玉峰. 中國新通信. 2017(16)
[8]《智慧建筑白皮書》:建筑將成為擁有“大腦”的智慧平臺[J]. 智能建筑與智慧城市. 2017(05)
[9]智能建筑VS智慧建筑,你分清了么?[J]. 田媛. 中國建設(shè)信息化. 2017(09)
[10]關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN的關(guān)鍵技術(shù)的探究[J]. 覃智. 科技資訊. 2017(12)
博士論文
[1]智能建筑無中心平臺架構(gòu)研究[D]. 沈啟.清華大學(xué) 2015
碩士論文
[1]建筑電氣設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組態(tài)軟件的設(shè)計與應(yīng)用[D]. 高修崇.山東建筑大學(xué) 2018
[2]基于BACnet的智能樓宇DDC的設(shè)計[D]. 王宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于BACnet與IPv6的智能樓宇組網(wǎng)設(shè)計與研究[D]. 鄭翔.杭州電子科技大學(xué) 2014
[4]基于ARM平臺Modbus協(xié)議智能樓宇控制系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 程華.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[5]基于中央監(jiān)控的建筑設(shè)備自動化管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 先柯樺.電子科技大學(xué) 2010
[6]基于ARM9處理器的樓宇控制器設(shè)計[D]. 王竹梅.北方工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號:3696506
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.1.1 課題研究背景
1.1.2 課題研究意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)在智能建筑中的研究
1.2.2 樓宇DDC相關(guān)研究
1.3 論文研究內(nèi)容及各章節(jié)安排
1.3.1 論文研究內(nèi)容
1.3.2 論文章節(jié)安排
第2章 建筑物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺及可重構(gòu)通用DDC方案設(shè)計
2.1 建筑物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺架構(gòu)
2.1.1 建筑物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺介紹
2.1.2 可重構(gòu)通用DDC系統(tǒng)定位
2.2 可重構(gòu)通用DDC硬件方案
2.3 可重構(gòu)通用DDC嵌入式軟件方案
2.3.1 可重構(gòu)通用DDC軟件平臺搭建
2.3.2 可重構(gòu)通用DDC任務(wù)劃分及調(diào)度
2.4 本章小結(jié)
第3章 可重構(gòu)通用DDC硬件和軟件設(shè)計
3.1 可重構(gòu)通用DDC功能需求分析
3.1.1 空調(diào)機組控制系統(tǒng)原理及需求
3.1.2 新風(fēng)機組控制系統(tǒng)原理及需求
3.1.3 送排風(fēng)系統(tǒng)原理及需求
3.1.4 給排水系統(tǒng)原理及需求
3.1.5 照明系統(tǒng)原理及需求
3.1.6 可重構(gòu)通用DDC需求總結(jié)
3.2 可重構(gòu)通用DDC硬件設(shè)計
3.2.1 可重構(gòu)通用DDC硬件框架
3.2.2 無線通信電路
3.2.3 模擬量輸入輸出電路
3.2.4 以太網(wǎng)通信電路
3.2.5 可重構(gòu)通用DDC PCB圖
3.3 可重構(gòu)通用DDC軟件設(shè)計
3.3.1 重構(gòu)基本功能模塊設(shè)計
3.3.2 基于動態(tài)鏈表的通用DDC重構(gòu)軟件設(shè)計
3.4 可重構(gòu)通用DDC重構(gòu)通信協(xié)議設(shè)計
3.5 本章小結(jié)
第4章 通用DDC可重構(gòu)功能實現(xiàn)及應(yīng)用設(shè)計
4.1 通用DDC可重構(gòu)功能實現(xiàn)
4.1.1 重構(gòu)基本功能模塊數(shù)學(xué)模型
4.1.2 重構(gòu)變量定義
4.1.3 重構(gòu)功能模塊存儲結(jié)構(gòu)體定義
4.1.4 重構(gòu)功能模塊算法單元設(shè)計
4.1.5 重構(gòu)實現(xiàn)過程
4.2 上位機可重構(gòu)軟件實現(xiàn)
4.2.1 重構(gòu)基本單元設(shè)計
4.2.2 重構(gòu)界面設(shè)計
4.2.3 重構(gòu)信息下載
4.3 可重構(gòu)通用DDC在 BAS中的應(yīng)用設(shè)計
4.3.1 應(yīng)用于空調(diào)機組控制系統(tǒng)
4.3.2 應(yīng)用于新風(fēng)機組控制系統(tǒng)
4.3.3 應(yīng)用于送排風(fēng)系統(tǒng)
4.3.4 應(yīng)用于給水系統(tǒng)
4.3.5 應(yīng)用于智能照明系統(tǒng)
4.4 本章小結(jié)
第5章 基于LoRa的 DDC無線自組網(wǎng)研究
5.1 LoRa及無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
5.1.1 LoRa
5.1.2 無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇
5.1.3 無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點分析
5.2 無線網(wǎng)絡(luò)自組織與動態(tài)維護
5.2.1 無線自組網(wǎng)流程
5.2.2 智能終端開機自動加入網(wǎng)絡(luò)
5.2.3 基于偽隨機序列的信道分配策略
5.2.4 基于數(shù)據(jù)融合的路由選擇策略
5.2.5 多路由冗余自適應(yīng)傳輸傳輸策略
5.2.6 無線網(wǎng)絡(luò)動態(tài)維護
5.3 無線自組網(wǎng)應(yīng)用層協(xié)議
5.3.1 廣播數(shù)據(jù)包
5.3.2 信道切換數(shù)據(jù)包
5.3.3 控制器通信故障數(shù)據(jù)包
5.4 無線網(wǎng)絡(luò)性能測試
5.5 本章小結(jié)
第6章 可重構(gòu)通用DDC應(yīng)用實例
6.1 可重構(gòu)通用DDC應(yīng)用于恒壓供水系統(tǒng)
6.1.1 應(yīng)用環(huán)境
6.1.2 應(yīng)用過程及結(jié)果
6.2 可重構(gòu)通用DDC應(yīng)用于智能照明系統(tǒng)
6.2.1 應(yīng)用環(huán)境
6.2.2 應(yīng)用過程及結(jié)果
6.3 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于RS485總線的前端數(shù)字化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 張會新,余俊斌,嚴帥,劉欣,高金轉(zhuǎn). 儀表技術(shù)與傳感器. 2018(06)
[2]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用研究[J]. 毛煜華. 智能建筑與智慧城市. 2018(05)
[3]增量式PID和位置式PID算法的整定比較與研究[J]. 王祎晨. 工業(yè)控制計算機. 2018(05)
[4]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J]. 吳瑞睿,劉潔琳. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2018(14)
[5]基于STM32F407的以太網(wǎng)通信模塊設(shè)計[J]. 崔琳,朱磊,劉小龍,王湘南. 計算機測量與控制. 2018(01)
[6]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 夏承龍. 通訊世界. 2017(21)
[7]基于線性鏈表的關(guān)聯(lián)規(guī)則數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用[J]. 方玉峰. 中國新通信. 2017(16)
[8]《智慧建筑白皮書》:建筑將成為擁有“大腦”的智慧平臺[J]. 智能建筑與智慧城市. 2017(05)
[9]智能建筑VS智慧建筑,你分清了么?[J]. 田媛. 中國建設(shè)信息化. 2017(09)
[10]關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN的關(guān)鍵技術(shù)的探究[J]. 覃智. 科技資訊. 2017(12)
博士論文
[1]智能建筑無中心平臺架構(gòu)研究[D]. 沈啟.清華大學(xué) 2015
碩士論文
[1]建筑電氣設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組態(tài)軟件的設(shè)計與應(yīng)用[D]. 高修崇.山東建筑大學(xué) 2018
[2]基于BACnet的智能樓宇DDC的設(shè)計[D]. 王宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于BACnet與IPv6的智能樓宇組網(wǎng)設(shè)計與研究[D]. 鄭翔.杭州電子科技大學(xué) 2014
[4]基于ARM平臺Modbus協(xié)議智能樓宇控制系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 程華.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[5]基于中央監(jiān)控的建筑設(shè)備自動化管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 先柯樺.電子科技大學(xué) 2010
[6]基于ARM9處理器的樓宇控制器設(shè)計[D]. 王竹梅.北方工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號:3696506
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