大型公共建筑能耗远程监测系统的研究与设计

摘要

随着我国建筑总量的攀升和对居住舒适度要求的不断提高，建筑节能这个问题在我国变得日益突出。在建筑能耗中，大型公共建筑以其巨大的单位面积能耗最为引人关注，同时它也是能源浪费现象非常严重的地方，存在着巨大的节能空间。降低能耗，不但可以帮助企业降低成本，提高竞争力，而且也有助于经济、社会的可持续健康发展。但遗憾的是，由于缺乏系统、可靠、准确的能耗数据，新建建筑的节能设计和旧建筑的节能改造都缺乏数据支持和指导。 本文所述的大型公共建筑能耗监测系统，旨在构建大型建筑终端能耗的统计平台，分析建筑用能的具体特点，为节能措施的实施和节能政策的制定提供科学依据。论文首先分析了监测系统的结构，之后分别分析研究了每个部分的实现。监测系统由低到高可以分为三个部分：数据采集部分、通信传输部分和能耗数据管理软件，三个部分之间有一定的独立性，一个部分采取的系统形式不会影响另一部分。 监测系统中能耗数据库是系统的一个重点。为便于统计分析能耗数据，系统将数据表分为两类：原始数据表和生成数据表。原始数据表面向数据采集系统，生成数据表面向数据管理系统。由于数据采集系统并不直接面向生成数据表，而后续的能耗分析需要的只是生成数据表中的数据，这样数据采集系统的差别并不会影响到能耗分析。数据表的划分有利于构建开放的能耗分析系统。 论文分析了数据采集部分适合采用的网络结构，介绍了总线型网络中Modbus通信协议的应用，重点研究了无线网中的ZigBee技术；数据传输部分比较了直接接入Internet和通过GPRS接入两种方式的特点，给出了GPRS通信模块数据传输的AT指令，编写了服务器上相应的通信程序：设计编写了基于能耗数据库的能耗数据统计分析软件，通过软件可以方便地对建筑基本信息、设备耗能进行查询统计，并可根据自定义变量进行简单分析。论文的最后，按照前文所述构建了演示用的无线试验系统。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1大型公共建筑能耗监测系统的研究意义

1.2建筑能耗的研究现状

1.3论文的主要工作

第2章监测系统整体设计

2.1系统结构

2.1.1能耗数据管理软件

2.1.2通信

2.1.3数据采集网络

2.2采集数据

2.2.1建筑物基本信息

2.2.1能耗数据

2.3数据测量和标准统一

2.3.1数据测量

2.3.2标准统一

第3章能耗数据库的设计

3.1数据库的结构

3.1.1能耗数据的特点

3.1.2数据表格的组成

3.2数据库表结构设计

3.2.1数据模型

3.2.2逻辑结构设计

第4章数据采集网络

4.1总线型数据采集网

4.1.1系统概述

4.1.2 Modbus通信协议

4.1.3小结

4.2无线Mesh型数据采集网

4.2.1 ZigBee概述

4.2.2 ZigBee技术分析

4.2.3自组网技术

4.2.4路径损耗

4.2.5单播数据帧的传输

4.2.6 小结

4.3本章小结

第5章数据传输

5.1通信费用的比较

5.2直接接入因特网

5.3 GPRS无线通信接入

5.3.1 GPRS通信概述

5.3.2 GPRS通信模块编程

5.4服务器通信

5.4.1传输层协议选择

5.4.2服务器通信程序

5.5本章小结

第6章能耗数据管理系统

6.1数据库连接方式

6.2能耗数据管理系统的结构

6.3数据管理系统功能的实现

6.3.1绘图控件MSChart

6.3.2表格控件GridCtrl

6.3.3数据管理的方法

6.3.4自定义变量的实现

6.4本章小结

第7章试验系统

7.1系统硬件组成

7.2系统数据采集流程

结论

致谢

参考文献

硕士期间发表论文和科研情况