本文關(guān)鍵詞：基于嵌入式Linux的建筑能耗數(shù)據(jù)采集器應(yīng)用研究

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【摘要】：隨著我國(guó)城市化的不斷推進(jìn),常規(guī)能源消費(fèi)巨大日益短缺,降低能源的消耗浪費(fèi)已經(jīng)成為如今經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)文明的迫切需求。由于我國(guó)建筑業(yè)的飛速成長(zhǎng),建筑產(chǎn)生的能耗占總能耗的比例日益加劇,在控制建筑能耗方面存在著巨大的節(jié)能空間。要實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的首要條件就是掌握建筑能耗情況,建立公共建筑的能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就非常有必要了,它能夠促進(jìn)我們對(duì)建筑能耗做出準(zhǔn)確客觀的評(píng)價(jià),有利于擬定合適的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。而目前能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在著基礎(chǔ)能耗采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題,并且在某些方面上阻礙了節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。文章針對(duì)能耗數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)確等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一套基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的建筑能耗數(shù)據(jù)采集器。首先文章闡述了建筑能耗的背景以及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,給出了課題研究的主要內(nèi)容。然后根據(jù)數(shù)據(jù)采集器的功能需求對(duì)數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì),并在此基礎(chǔ)上介紹了嵌入式系統(tǒng)。該建筑能耗數(shù)據(jù)采集器由硬件和軟件兩部分組成。整個(gè)硬件設(shè)計(jì)分為主控模塊和外圍電路模塊兩大部分。主控模塊選取AT91SAM9260作為嵌入式處理器,外圍電路模塊有電源模塊電路、復(fù)位電路、通信接口電路、TF卡數(shù)據(jù)儲(chǔ)存電路和基于網(wǎng)絡(luò)接口芯片DM9000的網(wǎng)絡(luò)接口電路,設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)既滿足了數(shù)據(jù)采集器的各種功能,又保證了設(shè)備的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。其次軟件方面,構(gòu)建了以嵌入式Linux操作系統(tǒng)為平臺(tái),包括建立交叉編譯環(huán)境、建立引導(dǎo)加載程序、Linux系統(tǒng)的剪裁與移植和文件系統(tǒng)的創(chuàng)建,實(shí)現(xiàn)了嵌入式Linux操作系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集硬件的管理。之后對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行了設(shè)計(jì),包括了運(yùn)用嵌入式服務(wù)器的配置模塊實(shí)現(xiàn)基于Web方式的網(wǎng)絡(luò)相關(guān)參數(shù)配置、通過(guò)485接口通信的數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)采集、借助嵌入式SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中處理存儲(chǔ)和基于TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)上傳模塊實(shí)現(xiàn)與能耗數(shù)據(jù)中心通過(guò)XML格式的數(shù)據(jù)包完成通信,使數(shù)據(jù)采集器能夠正常運(yùn)行。本文中的嵌入式建筑能耗數(shù)據(jù)采集器采用了開(kāi)放的接口、通用的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的Linux操作系統(tǒng),使采集器具有了運(yùn)行穩(wěn)定和良好的可擴(kuò)展性。建筑能耗數(shù)據(jù)采集器的研究可以給面向其他領(lǐng)域數(shù)據(jù)采集器的研究一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：建筑能耗數(shù)據(jù)采集器 AT91SAM9260 嵌入式Linux 嵌入式服務(wù)器 SQLite
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP274.2;TP316.81
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 基于嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11
• 1.2.2 建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)態(tài)11-12
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容12-14
• 第2章 數(shù)據(jù)采集器總體設(shè)計(jì)方案及相關(guān)技術(shù)14-18
• 2.1 數(shù)據(jù)采集器總體設(shè)計(jì)方案14-15
• 2.1.1 建筑能耗數(shù)據(jù)采集器功能需求14
• 2.1.2 建筑能耗數(shù)據(jù)采集器總體設(shè)計(jì)14-15
• 2.2 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)15-17
• 2.2.1 嵌入式系統(tǒng)定義及特點(diǎn)15-16
• 2.2.2 嵌入式操作系統(tǒng)16
• 2.2.3 嵌入式Linux系統(tǒng)16-17
• 2.3 本章小結(jié)17-18
• 第3章 建筑能耗數(shù)據(jù)采集器的硬件設(shè)計(jì)18-26
• 3.1 數(shù)據(jù)采集器的硬件總體結(jié)構(gòu)18
• 3.2 核心板介紹18-20
• 3.2.1 主控制器18-19
• 3.2.2 數(shù)據(jù)暫存電路19-20
• 3.3 外圍電路的設(shè)計(jì)20-25
• 3.3.1 電源模塊20-21
• 3.3.2 復(fù)位電路21-22
• 3.3.3 通信接口電路設(shè)計(jì)22-23
• 3.3.4 TF卡數(shù)據(jù)儲(chǔ)存電路設(shè)計(jì)23-24
• 3.3.5 網(wǎng)絡(luò)通信電路設(shè)計(jì)24-25
• 3.4 本章小結(jié)25-26
• 第4章 嵌入式Linux系統(tǒng)軟件平臺(tái)的搭建26-36
• 4.1 建立交叉編譯環(huán)境26-28
• 4.1.1 VMware Workstation的安裝26-27
• 4.1.2 Ubuntu的安裝27
• 4.1.3 交叉編譯器的安裝27-28
• 4.2 建立引導(dǎo)加載程序28-30
• 4.2.1 Bootloader介紹28-29
• 4.2.2 U-boot移植29-30
• 4.3 Linux系統(tǒng)內(nèi)核的移植30-32
• 4.3.1 Linux內(nèi)核組成及其目錄結(jié)構(gòu)30-31
• 4.3.2 Linux內(nèi)核的配置和編譯31-32
• 4.4 文件系統(tǒng)的創(chuàng)建32-35
• 4.4.1 根文件系統(tǒng)介紹32-33
• 4.4.2 根文件系統(tǒng)的構(gòu)建33-34
• 4.4.3 根文件系統(tǒng)鏡像的制作34-35
• 4.5 本章小結(jié)35-36
• 第5章 建筑能耗數(shù)據(jù)采集器的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)36-64
• 5.1 數(shù)據(jù)采集器軟件的總體設(shè)計(jì)36-37
• 5.2 配置模塊的設(shè)計(jì)37-42
• 5.2.1 嵌入式Boa服務(wù)器37-38
• 5.2.2 Boa的配置與移植38-39
• 5.2.3 CGI39-40
• 5.2.4 CGI程序設(shè)計(jì)40-41
• 5.2.5 網(wǎng)頁(yè)配置界面的設(shè)計(jì)41-42
• 5.3 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)42-47
• 5.3.1 能耗計(jì)量表和數(shù)據(jù)采集通信協(xié)議42-44
• 5.3.2 數(shù)據(jù)采集軟件程序設(shè)計(jì)44-47
• 5.4 數(shù)據(jù)處理存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)47-52
• 5.4.1 嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介47-48
• 5.4.2 SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)概況48
• 5.4.3 SQLite的編譯48-49
• 5.4.4 SQLite的設(shè)計(jì)49-50
• 5.4.5 SQLite的實(shí)現(xiàn)50-52
• 5.5 數(shù)據(jù)上傳模塊的設(shè)計(jì)52-61
• 5.5.1 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議52-53
• 5.5.2 網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)計(jì)53-55
• 5.5.3 XML55-56
• 5.5.4 XML數(shù)據(jù)格式56-58
• 5.5.5 能耗數(shù)據(jù)編碼規(guī)則58-59
• 5.5.6 XML加密59-61
• 5.6 數(shù)據(jù)采集器軟件的實(shí)現(xiàn)61-63
• 5.7 本章小結(jié)63-64
• 第6章 總結(jié)與展望64-65
• 6.1 總結(jié)64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：574782